Réfraction de la lumière dans le cristal

Réfraction de la lumière dans le cristal.

Les rayons lumineux traversant un récipient rempli d'eau sont réfractés, s'ils ne touchent pas la surface de l'eau à angle droit. Plus l'angle d'incidence des rayons lumineux est grand, plus leur écart par rapport à la direction d'origine est grand. Si vous mettez une tige droite dans l'eau, une illusion surgit, comme s'il s'était cassé au point où la surface de l'eau est entrée en contact avec l'air. C'est aussi une mauvaise appréciation de la profondeur dans l'eau claire d'un ruisseau ou d'un lac; toujours le fond semble plus proche qu'il ne l'est vraiment.

Un phénomène similaire peut être observé dans la plaque de verre, à travers lequel un faisceau de lumière est passé: ça tombe en panne, en prenant la direction d'origine après avoir quitté la plaque. La lumière se comporte de la même manière dans un cristal transparent d'une substance se cristallisant dans un système régulier, par exemple.. dans du sel gemme ou du cristal de fluorite, qui sont des corps optiquement isotropes.

Dans une plaque de calcite, étant un corps optiquement anisotrope, c'est à dire.. ne cristallise pas dans un système régulier, mais dans un autre, un phénomène différent peut être observé. Le faisceau de rayons lumineux dans la calcite n'est pas seulement réfracté, mais aussi se diviser en deux faisceaux, qui, en quittant la plaque de calcite, sont parallèles à la direction d'origine. Ce phénomène se produit également alors, lorsqu'un faisceau de rayons lumineux brille perpendiculairement à la surface du cristal. Un des rayons passe alors sans changer de direction, l'autre, cependant, dévie. Après avoir quitté la plaque, les deux rayons sont parallèles à la direction d'origine.

Réfraction de la lumière dans la calcite: a - incidence oblique des rayons lumineux, b - incidence perpendiculaire des rayons lumineux, c - avec une épaisseur différente du cristal, d - lorsque les rayons traversent deux cristaux.

Si le cristal de calcite transparent est mis sur le papier, sur lequel il y a un point noir, deux points sont visibles. Plus l'épaisseur de la calcite est grande, plus la distance entre les deux points sera grande (ceci est expliqué dans la figure). À partir de l'épaisseur du corps optiquement anisotrope, la direction dépend de la distance entre les rayons, qui, quittant ce corps, continuent parallèlement à la direction d'origine d'incidence de la lumière sur sa surface. L'impression placée sous le cristal de calcite est visible en double impression. Cette propriété de double réfraction dans les cristaux optiquement anisotropes est appelée biréfringence. Des rayons, qui sont formés dans une plaque optiquement anisotrope n'ont pas les mêmes propriétés. Le rayon qui obéit aux lois ordinaires de la réfraction est appelé le rayon ordinaire, l'autre, le rayon extraordinaire. Le rayon ordinaire se comporte comme ça, comme dans un environnement optiquement isotrope et a un indice de réfraction constant, tandis que l'indice de réfraction du rayon extraordinaire a une ampleur dépendant de la direction. Par exemple, l'indice de réfraction de la calcite pour un rayon ordinaire est 1,65, et pour le rayon extraordinaire 1.48-1.65. Le corps, dans lequel les différences d'indice de réfraction sont importantes, par exemple.. Kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), est appelé hautement réfractant à la lumière, c'est-à-dire fortement biréfringent; corps avec une petite différence d'indice de réfraction, par exemple.. quartz (1,544—1 553 = 0,009) ou orthoclase (1,526—1.518 = 0,008), sont appelés faiblement biréfringents.

Lumière, qui a traversé la plaque de calcite a des propriétés différentes de la lumière ordinaire. La lumière avec ces différentes propriétés est appelée lumière polarisée. La lumière polarisée vibre dans un plan, contrairement à la lumière ordinaire, il vibre dans tous les plans perpendiculaires à la direction de propagation de la lumière. Les vibrations des rayons ordinaires et extraordinaires sont perpendiculaires les unes aux autres.

De plus en plus, pour obtenir de la lumière polarisée, des substances biréfringentes synthétiques sous la forme de ce que l'on appelle. plaques polaroid, fonctionnant sur le principe de l'absorption différente de deux faisceaux lumineux. Les gisements de calcite sont exploités en Islande depuis des décennies (appelé, surtout dans le passé, craché ou espar d'Islande) épuisé, et d'autres, tout aussi grand, pas encore découvert. Fête de Polaroidowa, à partir de laquelle les plaques sont découpées pour remplacer les prismes de calcite, se compose de minuscules cristaux d'herapatite (monosulfate de quinine) disposés en parallèle dans le classeur, appelé mastic de nitrocellulose. Quand une seconde est appliquée sur la feuille presque transparente, mais à ou près d'un angle de 90 °, il fait noir, analogue à celle observée au microscope polarisant après le franchissement de prismes de calcite, les soi-disant. jamais.

Dans des cristaux optiquement anisotropes, caractérisé par une double réfraction de la lumière, il y a des directions, dans lequel il n'y a pas de double panne. Dans les cristaux appartenant au système tétragonal, hexagonal et trigonal n'a pas de double réfraction vers l'axe cristallin principal. Ces cristaux sont appelés optiquement uniaxiaux. Cristaux d'autres systèmes (rhombique, monoclinique et triclinique) avoir deux de ces directions, dans lequel il n'y a pas de double panne; ils sont appelés optiquement biaxiaux. Dans le sens de l'axe optique, la lumière se comporte comme dans les corps optiquement isotropes, c'est à dire.. dans les corps amorphes et dans les cristaux du système régulier.