Lichtbrechung im Kristall

Lichtbrechung im Kristall.

Lichtstrahlen, die durch ein mit Wasser gefülltes Gefäß gehen, werden gebrochen, wenn sie nicht rechtwinklig auf die Wasseroberfläche treffen. Je größer der Einfallswinkel der Lichtstrahlen ist, je größer ihre Abweichung von der ursprünglichen Richtung ist. Wenn Sie eine gerade Stange ins Wasser legen, eine Illusion entsteht, als wäre es an der Stelle gebrochen, an der die Wasseroberfläche mit Luft in Kontakt kam. Dies ist auch die Fehleinschätzung der Tiefe im klaren Wasser eines Baches oder Sees; Der Boden scheint immer näher zu sein als er wirklich ist.

Ein ähnliches Phänomen kann in der Glasplatte beobachtet werden, durch die ein Lichtstrahl geleitet wird: es bricht zusammen, nach Verlassen der Platte die ursprüngliche Richtung annehmen. Licht verhält sich in einem transparenten Kristall einer Substanz, die in einem regulären System kristallisiert, auf die gleiche Weise, z.B.. in Steinsalz oder Fluoritkristall, die optisch isotrope Körper sind.

In einer Calcitplatte, ein optisch anisotroper Körper sein, d.h.. nicht in einem regulären System kristallisieren, aber in einem anderen, ein anderes Phänomen kann beobachtet werden. Der Lichtstrahl in Calcit wird nicht nur gebrochen, sondern auch in zwei Bündel teilen, die beim Verlassen der Calcitplatte parallel zur ursprünglichen Richtung verlaufen. Dieses Phänomen tritt dann auch auf, wenn ein Lichtstrahl senkrecht auf die Kristalloberfläche scheint. Einer der Strahlen geht dann vorbei, ohne seine Richtung zu ändern, der andere weicht jedoch ab. Nach dem Verlassen der Platte verlaufen beide Strahlen parallel zur ursprünglichen Richtung.

Lichtbrechung in Calcit: a - Schrägeinfall von Lichtstrahlen, b - senkrechter Einfall von Lichtstrahlen, c - mit unterschiedlicher Dicke des Kristalls, d - wenn Strahlen durch zwei Kristalle gehen.

Wenn der transparente Calcitkristall auf das Papier gelegt wird, auf dem es einen schwarzen Punkt gibt, zwei Punkte sind sichtbar. Je größer die Dicke des Calcits, Je größer der Abstand zwischen den beiden Punkten ist (Dies wird in der Abbildung erläutert). Aus der Dicke des optisch anisotropen Körpers, Die Richtung hängt vom Abstand zwischen den Strahlen ab, die diesen Körper verlassen und parallel zur ursprünglichen Einfallsrichtung des Lichts auf seiner Oberfläche weiterlaufen. Der Druck unter dem Calcitkristall ist als Doppeldruck sichtbar. Diese Eigenschaft der Doppelbrechung in optisch anisotropen Kristallen wird Doppelbrechung genannt. Strahlen, die in einer optisch anisotropen Platte ausgebildet sind, haben nicht die gleichen Eigenschaften. Der Strahl, der den gewöhnlichen Brechungsgesetzen gehorcht, wird gewöhnlicher Strahl genannt, der andere, der außergewöhnliche Strahl. Der gewöhnliche Strahl verhält sich so, wie in einer optisch isotropen Umgebung und hat einen konstanten Brechungsindex, während der Brechungsindex des außergewöhnlichen Strahls eine Größe hat, die von der Richtung abhängt. Zum Beispiel ist der Brechungsindex von Calcit für einen gewöhnlichen Strahl 1,65, und für den außergewöhnlichen Radius 1,48-1,65. Der Körper, bei denen die Unterschiede im Brechungsindex groß sind, z.B.. Kalcyt (1,65-1,48 = 0,17), wird als stark lichtbrechend bezeichnet, das heißt, stark doppelbrechend; Körper mit einem kleinen Unterschied im Brechungsindex, z.B.. Quarz (1,544- 1.553 = 0,009) oder Orthoklas (1,526- 1.518 = 0,008), werden schwach doppelbrechend genannt.

Licht, das durch die Calcitplatte gegangen ist, hat andere Eigenschaften als gewöhnliches Licht. Licht mit diesen unterschiedlichen Eigenschaften wird als polarisiertes Licht bezeichnet. Polarisiertes Licht vibriert in einer Ebene, Im Gegensatz zu normalem Licht vibriert es in allen Ebenen senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung. Die Schwingungen der gewöhnlichen und außergewöhnlichen Strahlen sind senkrecht zueinander.

Um polarisiertes Licht zu erhalten, werden zunehmend synthetische doppelbrechende Substanzen in Form der sogenannten. Polaroidplatten, nach dem Prinzip der unterschiedlichen Absorption von zwei Lichtstrahlen arbeiten. Calcitvorkommen werden in Island seit Jahrzehnten abgebaut (namens, vor allem in der Vergangenheit, gespuckt oder isländischer Holm) erschöpft, und andere, gleich groß, noch nicht entdeckt. Polaroidowa-Fest, aus denen Platten geschnitten werden, um Calcitprismen zu ersetzen, besteht aus winzigen Herapatitkristallen (Chininmonosulfat) parallel im Bindemittel angeordnet, genannt Nitrocellulosemastix. Wenn eine Sekunde auf die fast transparente Folie aufgetragen wird, aber in oder nahe einem Winkel von 90 °, es wird dunkel, analog zu dem in einem Polarisationsmikroskop nach der Kreuzung von Calcitprismen beobachteten sogenannten sogenannten. noch nie.

In optisch anisotropen Kristallen, gekennzeichnet durch doppelte Lichtbrechung, Es gibt Richtungen, in denen es keine doppelte Aufteilung gibt. In Kristallen des tetragonalen Systems, hexagonal und trigonal hat keine doppelte Brechung zur Hauptkristallachse. Diese Kristalle werden optisch einachsig genannt. Kristalle anderer Systeme (rhombisch, monoklin und triklin) habe zwei solche Richtungen, in denen es keine doppelte Aufteilung gibt; Sie werden optisch zweiachsig genannt. In Richtung der optischen Achse verhält sich Licht wie in optisch isotropen Körpern, d.h.. in amorphen Körpern und in Kristallen des regulären Systems.