Refração da luz no cristal

Refração da luz no cristal.

Os raios de luz que passam por um recipiente cheio de água são refratados, se eles não atingirem a superfície da água em ângulos retos. Quanto maior o ângulo de incidência dos raios de luz, quanto maior o seu desvio da direção original. Se você colocar uma vara simples na água, uma ilusão surge, como se tivesse quebrado no ponto onde a superfície da água entrou em contato com o ar. Este é também o erro de avaliação da profundidade nas águas claras de um riacho ou lago; sempre o fundo parece mais perto do que realmente está.

Fenômeno semelhante pode ser observado na placa de vidro., através do qual um feixe de luz é passado: quebra, assumindo a direção original após deixar a placa. A luz se comporta da mesma maneira em um cristal transparente de alguma substância cristalizando em um sistema regular, por exemplo. em sal-gema ou cristal de fluorita, que são corpos opticamente isotrópicos.

Em uma placa de calcita, sendo um corpo opticamente anisotrópico, ou seja,. não cristalizando em um sistema regular, mas em outro, um fenômeno diferente pode ser observado. O feixe de raios de luz na calcita não é apenas refratado, mas também se dividindo em dois pacotes, que, ao sair da placa de calcita, correm paralelamente à direção original. Este fenômeno também surge então, quando um feixe de raios de luz incide perpendicularmente na superfície do cristal. Um dos raios então passa sem mudar sua direção, o outro, por outro lado, está desviando. Depois de deixar a placa, ambos os raios correm paralelos à direção original.

Refração de luz em calcita: a - incidência oblíqua de raios de luz, b - incidência perpendicular dos raios de luz, c - com diferentes espessuras de cristal, d - quando os raios passam por dois cristais.

Se um cristal de calcita transparente for colocado no papel, em que há um ponto preto, dois pontos são visíveis. Quanto maior for a espessura da calcita, quanto maior for a distância entre os dois pontos será (isso é explicado na figura). Da espessura do corpo opticamente anisotrópico, direção depende da distância entre os raios, que, saindo deste corpo, continuam paralelos à direção original de incidência da luz em sua superfície. A impressão colocada sob o cristal de calcita é visível como uma impressão dupla. Esta propriedade de refração dupla em cristais opticamente anisotrópicos é chamada de birrefringência. Raios, que são formados na placa opticamente anisotrópica não têm as mesmas propriedades. O raio que obedece às leis comuns de refração é chamado de raio comum, o outro é do raio extraordinário. O raio comum se comporta assim, como em um ambiente opticamente isotrópico e tem um índice de refração constante, enquanto o índice de refração do raio extraordinário tem uma magnitude dependente da direção. Por exemplo, o índice de refração de calcita para um raio comum é 1,65, e para o raio extraordinário 1,48-1,65. O corpo, em que as diferenças no índice de refração são grandes, por exemplo. Kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), é chamado de altamente refratário à luz, isto é, fortemente birrefringente; corpos com uma pequena diferença no índice de refração, por exemplo. quartzo (1,544—1.553 = 0,009) ou ortoclásio (1,526—1.518 = 0,008), são chamados fracamente birrefringentes.

Luz, que passou pela placa de calcita tem propriedades diferentes da luz comum. A luz com essas propriedades diferentes é chamada de luz polarizada. A luz polarizada vibra em um plano, ao contrário da luz comum, ela vibra em todos os planos perpendiculares à direção da propagação da luz. As vibrações dos raios ordinários e extraordinários são perpendiculares entre si.

Cada vez mais, para obter luz polarizada, substâncias birrefringentes sintéticas na forma dos chamados. placas polaroid, operando no princípio de absorção diferente dos dois feixes de luz. Os depósitos de calcita são explorados na Islândia há décadas (chamado, especialmente no passado, cuspiu ou spar islandês) Exausta, e outros, igualmente grande, ainda não descoberto. Folia polaroidowa, de onde as placas são cortadas para substituir os prismas de calcita, consiste em minúsculos cristais de herapatita (monossulfato de quinina) dispostos em paralelo no fichário, chamado mastique de nitrocelulose. Quando um segundo é aplicado à folha quase transparente, mas em ou próximo a um ângulo de 90 °, escurece, análogo ao observado em um microscópio de polarização após o cruzamento dos prismas de calcita, o chamado. nunca.

Em cristais opticamente anisotrópicos, caracterizado por refração de luz dupla, existem direções, em que não há divisão dupla. Em cristais pertencentes ao sistema tetragonal, hexagonal e trigonal não tem refração dupla na direção do eixo principal do cristal. Esses cristais são chamados opticamente uniaxiais. Cristais de outros sistemas (rômbico, monoclínico e triclínico) tem duas dessas direções, em que não há divisão dupla; eles são chamados opticamente biaxiais. Na direção do eixo óptico, a luz se comporta como em corpos opticamente isotrópicos, ou seja,. em corpos amorfos e em cristais do sistema regular.