Rifrazione della luce nel cristallo

Rifrazione della luce nel cristallo.

I raggi luminosi che passano attraverso una nave piena d'acqua vengono rifratti, se non colpiscono la superficie dell'acqua ad angolo retto. Maggiore è l'angolo di incidenza dei raggi luminosi, maggiore è la loro deviazione dalla direzione originale. Se metti una canna dritta nell'acqua, sorge un'illusione, come se si fosse rotta nel punto in cui la superficie dell'acqua è entrata in contatto con l'aria. Questa è anche la valutazione errata della profondità nell'acqua limpida di un ruscello o di un lago; il fondo sembra sempre più vicino di quanto non sia in realtà.

Un fenomeno simile si può osservare nella lastra di vetro, attraverso il quale passa un raggio di luce: si rompe, assumendo la direzione originale dopo aver lasciato il piatto. La luce si comporta allo stesso modo in un cristallo trasparente di qualche sostanza che cristallizza in un sistema regolare, per esempio.. in cristallo di salgemma o fluorite, che sono corpi otticamente isotropi.

In una piastra di calcite, essendo un corpo otticamente anisotropo, cioè. non cristallizzare in un sistema regolare, ma in un altro, si può osservare un fenomeno diverso. Il raggio di luce nella calcite non viene solo rifratto, ma anche dividendosi in due fasci, che, uscendo dalla lastra di calcite, corrono parallelamente alla direzione originaria. Questo fenomeno si verifica anche allora, quando un fascio di raggi luminosi brilla perpendicolarmente sulla superficie del cristallo. Uno dei raggi passa quindi senza cambiare direzione, l'altro, invece, sta deviando. Dopo aver lasciato il piatto, entrambi i raggi corrono paralleli alla direzione originale.

Rifrazione della luce nella calcite: a - incidenza obliqua dei raggi luminosi, b - incidenza perpendicolare dei raggi luminosi, c - con diverso spessore del cristallo, d - quando i raggi passano attraverso due cristalli.

Se il cristallo di calcite trasparente viene messo sulla carta, su cui c'è un punto nero, sono visibili due punti. Maggiore è lo spessore della calcite, maggiore sarà la distanza tra i due punti (questo è spiegato nella figura). Dallo spessore del corpo otticamente anisotropo, la direzione dipende dalla distanza tra i raggi, che, uscendo da questo corpo, continuano parallelamente alla direzione originaria di incidenza della luce sulla sua superficie. La stampa posta sotto il cristallo di calcite è visibile come una doppia stampa. Questa proprietà di doppia rifrazione nei cristalli otticamente anisotropi è chiamata birifrangenza. Raggi, che sono formati in una piastra otticamente anisotropa non hanno le stesse proprietà. Il raggio che obbedisce alle leggi ordinarie della rifrazione è chiamato raggio ordinario, l'altro, lo straordinario raggio. Il raggio ordinario si comporta in questo modo, come in un ambiente otticamente isotropo e ha un indice di rifrazione costante, mentre l'indice di rifrazione del raggio straordinario ha una grandezza dipendente dalla direzione. Ad esempio, l'indice di rifrazione della calcite per un raggio ordinario è 1,65, e per il raggio straordinario 1,48-1,65. Il corpo, in cui le differenze nell'indice di rifrazione sono grandi, per esempio.. kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), è chiamato altamente rifrangente della luce, cioè fortemente birifrangente; corpi con una piccola differenza nell'indice di rifrazione, per esempio.. quarzo (1,544—1.553 = 0,009) o ortoclasio (1,526—1.518 = 0,008), sono chiamati debolmente birifrangenti.

Leggero, che è passata attraverso la lastra di calcite ha proprietà diverse dalla luce ordinaria. La luce con queste diverse proprietà è chiamata luce polarizzata. La luce polarizzata vibra su un piano, a differenza della luce ordinaria, vibra su tutti i piani perpendicolari alla direzione di propagazione della luce. Le vibrazioni dei raggi ordinari e straordinari sono perpendicolari tra loro.

Sempre più spesso, per ottenere luce polarizzata, sostanze birifrangenti sintetiche sotto forma dei cosiddetti. piatti polaroid, funzionante secondo il principio del diverso assorbimento di due fasci di luce. I depositi di calcite sono stati sfruttati in Islanda per decenni (chiamato, soprattutto in passato, sputo o longarone islandese) esausto, e altri, altrettanto grande, non ancora scoperto. Polaroidowa baldoria, da cui vengono tagliate le piastre per sostituire i prismi di calcite, è costituito da minuscoli cristalli di herapatite (chinino monosolfato) disposti in parallelo nel legante, chiamato mastice nitrocellulosico. Quando un secondo viene applicato alla pellicola quasi trasparente, ma pari o vicino a un angolo di 90 °, diventa scuro, analogo a quello osservato in un microscopio polarizzatore dopo l'incrocio di prismi di calcite, i cosiddetti. mai.

In cristalli otticamente anisotropi, caratterizzato da doppia rifrazione della luce, ci sono indicazioni, in cui non c'è doppia ripartizione. In cristalli appartenenti al sistema tetragonale, esagonale e trigonale non ha una doppia rifrazione verso l'asse principale del cristallo. Questi cristalli sono chiamati otticamente uniassiali. Cristalli di altri sistemi (romboidale, monoclino e triclino) avere due di queste direzioni, in cui non c'è doppia ripartizione; sono chiamati otticamente biassiali. Nella direzione dell'asse ottico, la luce si comporta come in corpi otticamente isotropi, cioè. nei corpi amorfi e nei cristalli del sistema regolare.