Lom svetla v kryštáli

Lom svetla v kryštáli.

Svetelné lúče prechádzajúce cez nádobu naplnenú vodou sa lámu, ak nenarazia na vodnú hladinu v pravom uhle. Čím väčší je uhol dopadu svetelných lúčov, tým väčšia je ich odchýlka od pôvodného smeru. Ak dáte do vody jednoduchý prút, nastáva ilúzia, akoby sa zlomil v mieste, kde vodná plocha prichádzala do styku so vzduchom. To je tiež nesprávne posúdenie hĺbky v čistej vode potoka alebo jazera; dno sa vždy javí bližšie, ako v skutočnosti je.

Podobný jav možno pozorovať aj na sklenenej doske, ktorým prechádza lúč svetla: rozpadá sa, po opustení platne predpokladať pôvodný smer. Svetlo sa správa rovnako v priehľadnom kryštáli nejakej látky kryštalizujúcej v bežnom systéme, napr.. v kamennej soli alebo fluoritovom kryštáli, čo sú opticky izotropné orgány.

V kalcitovej doske, byť opticky anizotropným orgánom, t.j.. nekryštalizuje v bežnom systéme, ale v inom, možno pozorovať iný jav. Lúč svetelných lúčov v kalcite sa nielen láme, ale aj rozdelenie na dva zväzky, ktoré pri opustení kalcitovej platne prebiehajú rovnobežne s pôvodným smerom. Tento jav tiež nastáva vtedy, keď lúč lúčov svetla dopadá kolmo na povrch kryštálu. Jeden z lúčov potom prejde bez zmeny smeru, druhá sa naopak odchyľuje. Po opustení dosky prebiehajú oba lúče rovnobežne s pôvodným smerom.

Lom svetla v kalcite: a - šikmý dopad svetelných lúčov, b - kolmý dopad svetelných lúčov, c - s rôznou hrúbkou kryštálu, d - keď lúče prechádzajú cez dva kryštály.

Ak je na papier položený priehľadný kalcitový kryštál, na ktorom je čierny bod, sú viditeľné dva body. Čím väčšia je hrúbka kalcitu, tým väčšia bude vzdialenosť medzi týmito dvoma bodmi (to je vysvetlené na obrázku). Z hrúbky opticky anizotropného telesa, smer závisí od vzdialenosti medzi lúčmi, ktoré pri opustení tohto telesa pokračujú rovnobežne s pôvodným smerom dopadu svetla na jeho povrch. Potlač umiestnená pod kalcitovým kryštálom je viditeľná ako dvojitá potlač. Táto vlastnosť dvojitého lomu v opticky anizotropných kryštáloch sa nazýva dvojlom. Lúče, ktoré sú vytvorené v opticky anizotropnej doske, nemajú rovnaké vlastnosti. Lúč, ktorý sa riadi bežnými zákonmi lomu, sa nazýva obyčajný lúč, druhý - mimoriadny lúč. Obyčajný lúč sa správa takto, ako v opticky izotropnom prostredí a má stály index lomu, zatiaľ čo index lomu mimoriadneho lúča má veľkosť v závislosti od smeru. Napríklad index lomu kalcitu pre obyčajný lúč je 1,65, a pre mimoriadny polomer 1,48 - 1,65. Telo, v ktorých sú rozdiely v indexe lomu veľké, napr.. kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), sa nazýva vysoko lomiaci svetlo, teda silno dvojlomný; telies s malým rozdielom v indexe lomu, napr.. kremeň (1,544—1 553 = 0,009) alebo ortoklasu (1,526—1 518 = 0,008), sa nazývajú slabo dvojlom.

Svetlo, ktorý prešiel cez kalcitovú dosku, má vlastnosti odlišné od bežného svetla. Svetlo s týmito rôznymi vlastnosťami sa nazýva polarizované svetlo. Polarizované svetlo vibruje v jednej rovine, na rozdiel od obyčajného svetla vibruje vo všetkých rovinách kolmých na smer šírenia svetla. Vibrácie bežných a mimoriadnych lúčov sú navzájom kolmé.

Stále častejšie sa získava polarizované svetlo, syntetické dvojlomné látky vo forme tzv. polaroidné platne, fungujúce na princípe rozdielnej absorpcie dvoch svetelných lúčov. Ložiská kalcitu sa na Islande využívajú už celé desaťročia (zavolal, hlavne v minulosti, pľuvať alebo islandský spar) vyčerpaný, a ďalšie, rovnako veľké, zatiaľ neobjavené. Polaroidowa Folia, z ktorých sa vyrezávajú platne, ktoré nahradia kalcitové hranoly, Pozostáva z drobných kryštálov herapatitu (chinínmonosulfát) usporiadané paralelne v spojive, nazývaný nitrocelulózový tmel. Keď sa na takmer priehľadnú fóliu nanesie sekunda, ale pod alebo v uhle 90 °, stmieva sa, analogické tomu, ktoré sa pozorovalo v polarizačnom mikroskope po prekročení kalcitových hranolov, tzv. nikdy.

V opticky anizotropných kryštáloch, vyznačujúci sa dvojitým lomom svetla, existujú smery, v ktorých nedochádza k dvojitému rozpadu. V kryštáloch patriacich do tetragonálnej sústavy, šesťuholníkové a trigonálne nemá dvojitý lom smerom k hlavnej osi kryštálu. Tieto kryštály sa nazývajú opticky jednoosové. Kryštály iných systémov (kosoštvorcový, monoklinické a triklinické) mať dva také smery, v ktorých nedochádza k dvojitému rozpadu; nazývajú sa opticky dvojosové. V smere optickej osi sa svetlo správa ako v opticky izotropných telách, t.j.. v amorfných telesách a v kryštáloch pravidelnej sústavy.