Brytning av ljus i kristallen

Brytning av ljus i kristallen.

Ljusstrålar som passerar genom ett fartyg fyllt med vatten bryts, om de inte träffar vattenytan i rät vinkel. Ju större ljusstrålens infallsvinkel är, ju större är deras avvikelse från den ursprungliga riktningen. Om du lägger en rak stång i vattnet, en illusion uppstår, som om den hade gått sönder vid den punkt där vattenytan kom i kontakt med luft. Detta är också felbedömningen av djupet i det klara vattnet i en bäck eller sjö; alltid botten verkar närmare än den egentligen är.

Ett liknande fenomen kan observeras i glasplattan, genom vilken en ljusstråle passeras: det går sönder, antar den ursprungliga riktningen efter att ha lämnat plattan. Ljus beter sig på samma sätt i en transparent kristall av något ämne som kristalliserar i ett vanligt system, t.ex.. i bergsalt eller fluorkristall, som är optiskt isotropa kroppar.

I en kalcitplatta, vara en optiskt anisotrop kropp, dvs.. kristalliserar inte i ett vanligt system, men i en annan, ett annat fenomen kan observeras. Ljusstrålarna i kalcit bryts inte bara, men också dela upp i två buntar, som, när du lämnar kalcitplattan, löper parallellt med den ursprungliga riktningen. Detta fenomen uppstår också då, när en stråle av ljusstrålar lyser vinkelrätt mot kristallytan. En av strålarna passerar sedan utan att ändra riktning, den andra avviker dock. Efter att ha lämnat plattan går båda strålarna parallellt med den ursprungliga riktningen.

Refraktion av ljus i kalcit: a - sneda förekomst av ljusstrålar, b - vinkelrätt förekomst av ljusstrålar, c - med olika tjocklek på kristallen, d - när strålar passerar genom två kristaller.

Om den genomskinliga kalcitkristallen läggs på papperet, där det finns en svart punkt, två punkter är synliga. Ju större tjocklek på kalcit, desto större blir avståndet mellan de två punkterna (detta förklaras i figuren). Från tjockleken på den optiskt anisotropa kroppen, riktning beror på avståndet mellan strålarna, som lämnar denna kropp fortsätter parallellt med den ursprungliga riktningen av ljusintensitet på dess yta. Trycket placerat under kalcitkristallen är synligt som ett dubbeltryck. Denna egenskap av dubbelbrytning i optiskt anisotropa kristaller kallas dubbelbrytning. Strålar, som bildas i en optiskt anisotropisk platta har inte samma egenskaper. Strålen som följer de vanliga brytningslagarna kallas den vanliga strålen, den andra, den extraordinära strålen. Den vanliga strålen beter sig så här, som i en optiskt isotrop miljö och har ett konstant brytningsindex, medan brytningsindex för den extraordinära strålen har en storlek beroende på riktningen. Till exempel är brytningsindex för kalcit för en vanlig stråle 1,65, och för den extraordinära radien 1,48-1,65. Kroppen, där skillnaderna i brytningsindex är stora, t.ex.. kalcyt (1,65—1,48 = 0,17), kallas mycket ljusbrytande, det vill säga starkt dubbelbrytande; kroppar med liten skillnad i brytningsindex, t.ex.. kvarts (1,544—1,553 = 0,009) eller ortoklas (1,526—1,518 = 0,008), kallas svagt dubbelbrytande.

Ljus, som har passerat genom kalcitplattan har egenskaper som skiljer sig från vanligt ljus. Ljus med dessa olika egenskaper kallas polariserat ljus. Polariserat ljus vibrerar i ett plan, i motsats till vanligt ljus vibrerar det i alla plan vinkelrätt mot ljusutbredningsriktningen. Vibrationerna i de vanliga och extraordinära strålarna är vinkelräta mot varandra.

I allt högre grad för att erhålla polariserat ljus, syntetiska dubbelbrytande ämnen i form av den så kallade. polaroidplattor, fungerar på principen om olika absorption av två ljusstrålar. Kalciumfyndigheter har utnyttjats på Island i årtionden (kallad, särskilt tidigare, spottade eller isländska spar) utmattad, och andra, lika stor, ännu inte upptäckt. Polaroidowa fester, från vilka plattorna skärs för att ersätta kalcitprismer, består av små kristaller av herapatit (kininmonosulfat) anordnade parallellt i bindemedlet, kallas nitrocellulosamastik. När en sekund appliceras på den nästan transparenta folien, men i eller nära en vinkel på 90 °, det blir mörkt, analogt med det som observerats i ett polariserande mikroskop efter korsning av kalcitprisma, den så kallade. aldrig.

I optiskt anisotropa kristaller, kännetecknas av dubbel ljusbrytning, det finns riktningar, där det inte finns någon dubbel uppdelning. I kristaller som tillhör det tetragonala systemet, hexagonal och trigonal har ingen dubbel brytning mot huvudkristallaxeln. Dessa kristaller kallas optiskt enaxiga. Kristaller av andra system (rombisk, monoklinik och triklinik) har två sådana riktningar, där det inte finns någon dubbel uppdelning; de kallas optiskt biaxiella. I riktning mot den optiska axeln beter sig ljus som i optiskt isotropa kroppar, dvs.. i amorfa kroppar och i kristaller i det vanliga systemet.