Breking van licht in het kristal

Breking van licht in het kristal.

Lichtstralen die door een vat gevuld met water gaan, worden gebroken, als ze het wateroppervlak niet in een rechte hoek raken. Hoe groter de invalshoek van de lichtstralen, hoe groter hun afwijking van de oorspronkelijke richting. Als je een rechte staaf in het water steekt, er ontstaat een illusie, alsof het was gebroken op het punt waar het wateroppervlak in contact kwam met lucht. Dit is ook de verkeerde inschatting van de diepte in het heldere water van een beek of meer; altijd lijkt de bodem dichterbij dan hij in werkelijkheid is.

Een soortgelijk fenomeen is waar te nemen in de glasplaat, waar een lichtstraal doorheen gaat: het breekt af, uitgaande van de oorspronkelijke richting na het verlaten van de plaat. Licht gedraagt ​​zich op dezelfde manier in een transparant kristal van een bepaalde stof die kristalliseert in een normaal systeem, bijv.. in steenzout of fluorietkristal, die optisch isotrope lichamen zijn.

In een calcietplaat, zijnde een optisch anisotroop lichaam, d.w.z.. kristalliseert niet in een regulier systeem, maar in een ander, een ander fenomeen kan worden waargenomen. De bundel lichtstralen in calciet wordt niet alleen gebroken, maar ook opsplitsen in twee bundels, die bij het verlaten van de calcietplaat evenwijdig lopen aan de oorspronkelijke richting. Dit fenomeen doet zich ook dan voor, wanneer een bundel lichtstralen loodrecht op het kristaloppervlak schijnt. Een van de stralen gaat dan voorbij zonder van richting te veranderen, de andere wijkt echter af. Na het verlaten van de plaat lopen beide stralen parallel aan de oorspronkelijke richting.

Breking van licht in calciet: a - schuine inval van lichtstralen, b - loodrechte lichtinval, c - met verschillende dikte van het kristal, d - wanneer stralen door twee kristallen gaan.

Als het transparante calcietkristal op het papier wordt gelegd, waarop er een zwarte punt is, twee punten zijn zichtbaar. Hoe groter de dikte van het calciet, hoe groter de afstand tussen de twee punten (dit wordt uitgelegd in de figuur). Van de dikte van het optisch anisotrope lichaam, richting hangt af van de afstand tussen de stralen, die, bij het verlaten van dit lichaam, parallel blijven aan de oorspronkelijke richting van lichtinval op het oppervlak. De afdruk die onder het calcietkristal is geplaatst, is zichtbaar als een dubbele afdruk. Deze eigenschap van dubbele breking in optisch anisotrope kristallen wordt dubbele breking genoemd. Stralen, die zijn gevormd in een optisch anisotrope plaat hebben niet dezelfde eigenschappen. De straal die de gewone brekingswetten gehoorzaamt, wordt de gewone straal genoemd, de andere, de buitengewone straal. De gewone straal gedraagt ​​zich zo, zoals in een optisch isotrope omgeving en heeft een constante brekingsindex, terwijl de brekingsindex van de buitengewone straal een grootte heeft die afhankelijk is van de richting. De brekingsindex van calciet voor een gewone straal is bijvoorbeeld 1,65, en voor de buitengewone straal 1.48-1.65. Het lichaam, waarin de verschillen in brekingsindex groot zijn, bijv.. kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), heet zeer lichtbrekend, dat wil zeggen sterk dubbelbrekend; lichamen met een klein verschil in brekingsindex, bijv.. kwarts (1,544-1553 = 0,009) of orthoklaas (1,526-1518 = 0,008), worden zwak dubbelbrekend genoemd.

Licht, dat door de calcietplaat is gegaan, heeft eigenschappen die verschillen van gewoon licht. Licht met deze verschillende eigenschappen wordt gepolariseerd licht genoemd. Gepolariseerd licht trilt in één vlak, in tegenstelling tot gewoon licht trilt het in alle vlakken loodrecht op de voortplantingsrichting van het licht. De trillingen van de gewone en buitengewone stralen staan ​​loodrecht op elkaar.

Om gepolariseerd licht te verkrijgen, worden in toenemende mate synthetische dubbelbrekende stoffen in de vorm van de zogenaamde. polaroid platen, werkend volgens het principe van verschillende absorptie van twee lichtstralen. Calcietafzettingen worden in IJsland al tientallen jaren geëxploiteerd (gebeld, vooral in het verleden, spuwde of IJslandse spar) uitgeput, en anderen, even groot, nog niet ontdekt. Polaroidowa feestvreugde, waaruit platen worden gesneden om calcietprisma's te vervangen, bestaat uit minuscule kristallen van herapatiet (kinine monosulfaat) parallel gerangschikt in het bindmiddel, nitrocellulosemastiek genoemd. Wanneer een tweede wordt aangebracht op de bijna transparante folie, maar op of nabij een hoek van 90 °, het wordt donker, analoog aan die waargenomen in een polarisatiemicroscoop na het kruisen van calcietprisma's, de zogenaamde. nooit.

In optisch anisotrope kristallen, gekenmerkt door dubbele lichtbreking, er zijn aanwijzingen, waarin er geen dubbele storing is. In kristallen die behoren tot het tetragonale systeem, hexagonaal en trigonaal heeft geen dubbele breking naar de hoofdkristalas. Deze kristallen worden optisch uniaxiaal genoemd. Kristallen van andere systemen (ruitvormig, monokliniek en trikliniek) hebben twee van dergelijke richtingen, waarin er geen dubbele storing is; ze worden optisch biaxiaal genoemd. In de richting van de optische as gedraagt ​​licht zich als in optisch isotrope lichamen, d.w.z.. in amorfe lichamen en in kristallen van het reguliere systeem.