tiểu sử Đặc trưng Phân tích

xảy ra hiện tượng khúc xạ kép ánh sáng. Hiện tượng khúc xạ kép

Để thu được ánh sáng phân cực, người ta còn dùng hiện tượng lưỡng chiết.

“Từ Iceland, một hòn đảo nằm ở Biển Bắc, ở vĩ độ 66 °,” Huygens viết vào năm 1678, “một hòn đá (đá spar Iceland) đã được mang đến, rất đáng chú ý về hình dạng và các phẩm chất khác, nhưng trên hết là về tính chất của nó. tính chất khúc xạ kỳ lạ”.

Nếu một mảnh spar Iceland được đặt trên bất kỳ dòng chữ nào, thì thông qua nó, chúng ta sẽ thấy một dòng chữ kép (Hình 133).

Cơm. 133. Hiện tượng khúc xạ kép.

Sự phân nhánh của hình ảnh xảy ra do thực tế là mỗi chùm tia tới trên bề mặt của tinh thể tương ứng với hai chùm tia khúc xạ. Trên hình. 134 chỉ ra trường hợp chùm tia tới vuông góc với bề mặt tinh thể; sau đó tia o, được gọi là tia bình thường, đi qua tinh thể không bị khúc xạ, và tia được gọi là tia bất thường, đi dọc theo đường đứt khúc như trong hình. 134.

Cơm. 134. Đường đi của các tia trong môi trường lưỡng chiết.

Tên của các tia rõ ràng: chùm thông thường hành xử như chúng ta mong đợi trên cơ sở các định luật khúc xạ đã biết. Có thể nói, một tia bất thường vi phạm các định luật này: nó rơi dọc theo pháp tuyến tới bề mặt, nhưng bị khúc xạ. Cả hai chùm ra khỏi tinh thể dưới dạng phân cực phẳng và chúng phân cực lẫn nhau. mặt phẳng vuông góc. Dễ dàng kiểm chứng điều này kinh nghiệm đơn giản. Chúng ta hãy lấy một số máy phân tích (ví dụ: một bàn chân) và nhìn qua nó vào bức tranh chia đôi do tinh thể đưa ra. Tại một vị trí nhất định của bàn chân, chúng ta sẽ chỉ nhìn thấy một trong các hình ảnh, hình ảnh thứ hai sẽ bị hủy. Khi quay chân quanh đường ngắm một góc 90°

hình ảnh thứ hai này sẽ xuất hiện, nhưng hình ảnh đầu tiên sẽ biến mất. Vì vậy, chúng tôi thực sự tin rằng cả hai hình ảnh đều được phân cực và chính xác như nó vừa được chỉ ra.

Điều gây tò mò là vào năm 1808, Malus đã tình cờ thực hiện một thí nghiệm tương tự và phát hiện ra sự phân cực của ánh sáng khi phản xạ từ thủy tinh. Nhìn qua một mảnh spar Iceland vào hình ảnh phản chiếu của mặt trời lặn trên cửa sổ của Cung điện Luxembourg ở Paris, ông ngạc nhiên khi thấy rằng hai hình ảnh do hiện tượng khúc xạ kép có độ sáng khác nhau. Xoay viên pha lê, Malus thấy rằng các hình ảnh luân phiên trở nên sáng hơn, sau đó mờ dần. Lúc đầu, Malus quyết định rằng những biến động đang ảnh hưởng đến đây. ánh sáng mặt trời trong bầu khí quyển, nhưng khi màn đêm buông xuống, anh lặp lại thí nghiệm với ánh sáng của ngọn nến phản chiếu từ mặt nước, sau đó là kính. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, hiệu quả đã được xác nhận. Malus sở hữu thuật ngữ "sự phân cực" của ánh sáng.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang phân tích chi tiết hơn về hiện tượng khúc xạ kép. Nếu chúng ta thay đổi góc tới của chùm tia trên bề mặt của tinh thể, thì một tính chất đáng chú ý mới của chùm tia bất thường sẽ được tiết lộ. Hóa ra chiết suất của nó không phải là hằng số mà phụ thuộc vào góc tới. Vì hướng của chùm tia khúc xạ trong tinh thể còn phụ thuộc vào góc tới nên ta có thể lập công thức tài sản được chỉ định một cách khác: chiết suất của một tia bất thường phụ thuộc vào hướng của nó trong tinh thể. Cuối cùng, chuyển từ chiết suất sang vận tốc truyền, chúng ta có thể nói rằng vận tốc của một tia bất thường trong tinh thể phụ thuộc vào hướng truyền của nó.

Trong công thức cuối cùng này tính chất quang học tinh thể trùng với các tính chất khác của nó: hằng số điện môi, tính dẫn nhiệt và tính đàn hồi của tinh thể cũng không giống nhau theo các hướng khác nhau. Sự tương ứng giữa tính dị hướng của các tính chất quang và điện của tinh thể trở nên khá rõ ràng nếu chúng ta nhớ rằng tốc độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của hằng số điện môi của môi trường (§ 2). Do đó, nói đúng ra, tốc độ truyền sóng ánh sáng không phụ thuộc vào hướng truyền sóng, mà phụ thuộc vào hướng điện trường sóng ánh sáng. Ngay cả khi hai sóng ánh sáng phân cực trong các mặt phẳng vuông góc với nhau truyền theo cùng một hướng trong tinh thể, vận tốc của chúng sẽ khác nhau (ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt). Một ví dụ về hai sóng như vậy là tia bất thường và tia thường.

Nếu, từ một điểm nằm trên bề mặt của spar Iceland, chúng ta vẽ các vectơ bán kính bên trong tinh thể, độ lớn của nó tỷ lệ với tốc độ ánh sáng theo các hướng tương ứng, thì các đầu của chúng sẽ nằm trên bề mặt của ellipsoid. cuộc cách mạng. Cái này

tương đương với việc bề mặt sóng của các dao động ánh sáng truyền từ một điểm có dạng elip, trái ngược với dạng hình cầu khi truyền trong vật thể vô định hình. Tất nhiên, mọi lúc, chúng ta đang nói về một tia phi thường. Các tia thông thường rõ ràng tạo thành một bề mặt sóng hình cầu. Như vậy, trong tinh thể ta có hai loại mặt sóng: mặt elip và mặt cầu. Các hình elip và hình cầu này tiếp xúc với nhau tại các điểm nằm trên các đường thẳng, được gọi là các trục quang học của tinh thể.

Rõ ràng là ánh sáng truyền theo hướng của trục quang học với tốc độ hoàn toàn không phụ thuộc vào trạng thái phân cực. Trong spar Iceland, chỉ có một hướng của trục quang học - một tinh thể đơn trục.

Sử dụng đơn giản phương pháp đồ họa, dựa vào nguyên lý Huygens ta dựng sóng khúc xạ của cả tia thường và tia bất thường (§ 25). Một sóng sẽ tiếp xúc với một loạt hình cầu cơ bản, sóng kia sẽ tiếp xúc với một loạt hình elip (Hình 135). Chúng ta thấy rằng một góc được hình thành giữa hai sóng phẳng này, tương ứng với sự hình thành của một góc giữa các tia khúc xạ, tức là sự lưỡng chiết.

Cơm. 135. Cấu trúc Huygens trong tinh thể.

Ngược lại với môi trường đẳng hướng trong tinh thể, tia (bất thường) không còn pháp tuyến với mặt sóng. Trên hình. 135 o biểu thị tia thường, tia bất thường và tia bình thường.

Tuy nhiên, cũng có một hướng trong tinh thể của spar Iceland, trong đó cả tia thường và tia bất thường truyền đi với tốc độ như nhau, không tách rời nhau. Hướng này được gọi là trục quang học của tinh thể. Rõ ràng là các điểm tiếp xúc của ellipsoid với hình cầu nằm trên trục quang học. Trong một mặt phẳng vuông góc với trục quang học, có những hướng dọc theo đó sự khác biệt về vận tốc giữa tia thường và tia bất thường là lớn nhất. Các tia thường và tia bất thường đi cùng hướng, nhưng tia bất thường vượt qua tia bình thường.

Bất kỳ mặt phẳng nào đi qua trục quang được gọi là mặt cắt chính hay mặt phẳng chính của tinh thể.

Ngoài spar Iceland, các tinh thể đơn trục bao gồm, ví dụ, thạch anh và tourmaline. Có những tinh thể trong đó hiện tượng khúc xạ còn chịu nhiều

luật phức tạp. Đặc biệt, đối với chúng có hai hướng trong đó cả hai chùm tia di chuyển với cùng tốc độ, do đó các tinh thể như vậy được gọi là hai trục (ví dụ: thạch cao). Trong các tinh thể hai trục, cả hai chùm đều bất thường, nghĩa là vận tốc truyền của cả hai chùm phụ thuộc vào hướng.

Tourmaline có khả năng đáng chú ý là hấp thụ một trong các tia được tạo ra bởi hiện tượng lưỡng chiết, nhờ đó tinh thể tourmaline đóng vai trò là chất phân cực, tạo ra một chùm tia phân cực cùng một lúc.

Trở lại năm 1850, Herapat đã phát hiện ra rằng các tinh thể quinine iodide sulfat được tạo ra nhân tạo có các đặc tính giống như tourmaline.

Cơm. 136. Việc sử dụng máy ảnh lấy nét.

Tuy nhiên, các tinh thể riêng lẻ quá nhỏ và nhanh chóng bị hư hỏng trong không khí. Chỉ trong hầu hết những năm trướcđã học để làm quy mô công nghiệp phim celluloid trong đó một số lượng lớn các tinh thể quinine iodua sulfat định hướng hoàn toàn giống hệt nhau. Bộ phim này được gọi là polaroid.

Polaroid phân cực hoàn toàn ánh sáng, không chỉ đi dọc theo pháp tuyến đến bề mặt của nó mà còn giữ lại các đặc tính của nó đối với các tia tạo thành góc tới 30 ° so với pháp tuyến. Do đó, một polaroid có thể phân cực một hình nón khá rộng của các tia sáng.

Polaroid đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Hãy để chúng tôi chỉ ra ứng dụng gây tò mò nhất của Polaroid trong ngành kinh doanh ô tô.

Các tấm Polaroid được cố định trên kính trước của ô tô (Hình 136) và trên đèn pha của ô tô. Tấm Polaroid trên kính trước là máy phân tích, tấm trên đèn pha là máy phân cực. Mặt phẳng phân cực của các bản tạo với đường chân trời một góc 45° và song song với nhau. Một người lái xe nhìn đường qua máy ảnh polaroid thấy ánh sáng phản chiếu từ đèn pha của anh ta,

tức là, anh ta nhìn thấy con đường được chiếu sáng bởi chúng, vì các mặt phẳng phân cực tương ứng song song với nhau, nhưng anh ta không nhìn thấy ánh sáng từ đèn pha của một chiếc ô tô đang chạy tới, cũng được trang bị các tấm kính phân cực. TRONG trường hợp cuối cùng, như dễ thấy từ Hình. 136, các mặt phẳng phân cực sẽ vuông góc với nhau. Do đó, người lái xe được bảo vệ khỏi hiệu ứng chói mắt của đèn pha của ô tô đang chạy tới.

Kính được làm từ kính phân cực, qua đó ánh sáng chói phản chiếu từ các bề mặt sáng bóng trở nên vô hình. Điều này được giải thích là do ánh sáng chói thường bị phân cực một phần hoặc hoàn toàn. Kính Polaroid rất được khuyến khích sử dụng trong các viện bảo tàng và phòng trưng bày nghệ thuật (bề mặt của các bức tranh được vẽ bằng sơn dầu thường bị lóa khiến khó nhìn tranh và làm sai lệch sắc thái của màu sắc).

Một trong những chất phân cực phổ biến nhất là cái gọi là lăng kính Nicol, hay đơn giản là nicol.

Cơm. 137. Tiết diện của lăng kính Nicol.

Lăng kính Nicol là một tinh thể của spar Iceland, được xẻ theo đường chéo và dán lại với nhau bằng nhựa thơm Canada (Hình 137). Trong lăng kính Nicol, một trong các tia do hiện tượng khúc xạ kép bị triệt tiêu một cách rất khéo léo. Một tia thường, bị khúc xạ mạnh hơn, rơi vào ranh giới với nhựa thơm Canada ở một góc tới lớn hơn góc tới của tia bất thường. Bởi vì nhựa thơm Canada có chỉ số khúc xạ thấp hơn nhựa thơm Iceland, hoàn thành phản ánh nội bộ và tia đập vào mặt bên. mặt bênđược phủ một lớp sơn đen và hấp thụ chùm tia chiếu vào nó. Như vậy, chỉ có một chùm tia phân cực phẳng (bất thường) đi ra khỏi lăng kính. Mặt phẳng phân cực của chùm tia này được gọi là mặt phẳng Nicol chính.

Hai nicol nằm sát nhau, với các mặt phẳng chính vuông góc với nhau, rõ ràng là không cho ánh sáng xuyên qua. Nếu các mặt phẳng chính song song với nhau thì nicol sẽ đi qua số tiền tối đa Sveta. Câu hỏi đặt ra là bao nhiêu ánh sáng mà sự kết hợp của các nicol như vậy sẽ đi qua ở một vị trí trung gian nào đó, khi góc a giữa các mặt phẳng chính Hơn không, nhưng nhỏ hơn 90°.

Vì mỗi bản phân cực, như chúng ta đã nói, có thể được so sánh với một khe chỉ truyền các dao động nằm trong mặt phẳng của nó, nên quy trình tính cường độ ánh sáng truyền qua hai nicol là rõ ràng. Với mục đích này, chúng tôi mô tả các mặt phẳng chính của nicol dưới dạng các đường thẳng I u II (Hình 138). Sau đó, các dao động xuất hiện từ nicol đầu tiên trùng với và nếu chúng ta phân tích chúng thành hai thành phần (một trùng với và thứ hai trùng với nó

vuông góc), thì thành phần đầu tiên sẽ vượt qua hoàn toàn và thành phần thứ hai, rõ ràng, sẽ bị trì hoãn bởi nicol. Độ lớn của biên độ cấu thành các dao động theo phương II, như hình vẽ cho biết, trong đó A là biên độ của các dao động phát ra từ nicol thứ nhất. Thành phần này, như chúng tôi vừa nói, sẽ vượt qua hoàn toàn; do đó, đây sẽ là biên độ của dao động đã đi qua hai nicol.

Cơm. 138. Để tính năng lượng truyền qua hai nicol.

Năng lượng của sóng ánh sáng, giống như năng lượng của bất kỳ dao động nào, tỷ lệ với bình phương biên độ; do đó, cuối cùng, đối với năng lượng ánh sáng đi qua hai nicol, chúng ta có công thức sau - định luật Malus:

hơn nữa, nó thay đổi từ thành khi a thay đổi từ 0 đến 0. Do đó, bằng cách xoay một trong các nicol, chúng ta có thể làm suy giảm ánh sáng truyền đi bao nhiêu lần và thu được ánh sáng có cường độ bất kỳ.

Định luật Malus rõ ràng áp dụng cho bất kỳ máy phân cực và máy phân tích nào. Đặc biệt, cường độ ánh sáng phản xạ liên tiếp từ hai gương thủy tinh tuân theo cùng một định luật.

Nếu lăng kính Nicol dùng để thu được một chùm tia phân cực, thì lăng kính Wollaston tạo ra hai chùm tia phân cực trong các mặt phẳng vuông góc với nhau và nằm đối xứng với chùm tia tới. Thiết kế của lăng kính Wollaston cực kỳ khéo léo và đặc biệt cho thấy rõ ràng tốc độ truyền của các tia trong tinh thể phụ thuộc vào hướng của mặt phẳng phân cực của chúng như thế nào.

Cơm. 139. Lăng kính của Wollaston.

Lăng kính Wollaston bao gồm hai mảnh spar Iceland được cắt song song với trục quang và dán lại với nhau sao cho trục quang của một mảnh vuông góc với trục quang của mảnh kia. Trên hình. 139 trục quang của mảnh bên phải song song với mặt phẳng của hình vẽ và trục quang của mảnh bên trái vuông góc với nó.

Một chùm ánh sáng tới bình thường ở ranh giới trên được chia thành hai chùm: một chùm sáng bình thường có mặt phẳng phân cực song song với trục quang và một chùm tia bất thường phân cực theo hướng vuông góc. Cả hai chùm tia đi cùng hướng, nhưng với các vận tốc khác nhau được xác định bởi các chiết suất.

dầm đổi vai. Mặt phẳng phân cực của chùm tia thông thường (trong mảnh thứ nhất) đã trở nên vuông góc với trục quang học (trong mảnh thứ hai), do đó, chùm tia này trong mảnh thứ hai sẽ truyền như một tia bất thường. Ngược lại, một chùm tia bất thường trong mảnh thứ nhất sẽ là tia thường trong mảnh thứ hai, vì mặt phẳng phân cực của nó song song với trục quang học của mảnh này. Do đó, một tia (bình thường trong mảnh thứ nhất) truyền từ môi trường có chiết suất sang môi trường có chiết suất; tia còn lại (bất thường trong mảnh thứ nhất) - từ môi trường sang môi trường đặc, tia thứ hai - trên trái ngược. Kết quả là, một chùm tia sẽ bị khúc xạ ở ranh giới bên trái và chùm tia kia ở bên phải, và hai chùm tia phân cực sẽ đi vào đối xứng từ lăng kính.

Cuộc thi đấu của người Iceland vào năm 1669. Nếu một chùm ánh sáng rơi vuông góc với bề mặt của tinh thể, thì trên bề mặt này, nó sẽ tách thành hai chùm. Tia thứ nhất tiếp tục truyền thẳng và được gọi là bình thường (o- thông thường), cái thứ hai lệch sang một bên và được gọi là đặc biệt (e- đặc biệt).

bách khoa toàn thư YouTube

    1 / 3

    lưỡng chiết

    hiệu ứng faraday

    Ánh sáng phân cực và từ tính của sao

    phụ đề

Sự miêu tả

Hướng dao động của vectơ điện trường của chùm tia bất thường nằm trong mặt phẳng của tiết diện chính (mặt phẳng đi qua chùm tia và trục chính của tinh thể). Trục quang học của một tinh thể là hướng trong một tinh thể dị hướng quang học dọc theo đó một chùm ánh sáng truyền đi mà không trải qua hiện tượng lưỡng chiết.

Sự vi phạm định luật khúc xạ ánh sáng bởi tia bất thường là do tốc độ truyền ánh sáng (và do đó là chiết suất) của sóng có sự phân cực như vậy phụ thuộc vào hướng của tia bất thường. Đối với một sóng thông thường, tốc độ lan truyền là như nhau theo mọi phương.

Bạn có thể chọn các điều kiện theo đó các tia thường và tia bất thường truyền dọc theo cùng một quỹ đạo, nhưng với các vận tốc khác nhau. Sau đó, hiệu ứng của sự thay đổi phân cực được quan sát. Ví dụ, ánh sáng phân cực tuyến tính chiếu vào một tấm có thể được biểu diễn dưới dạng hai thành phần (sóng thường và sóng bất thường) chuyển động với tốc độ khác nhau. Do sự khác biệt về tốc độ của hai thành phần này, sẽ có một số lệch pha giữa chúng khi thoát ra khỏi tinh thể và tùy thuộc vào sự khác biệt này, ánh sáng ở lối ra sẽ có các phân cực khác nhau. Nếu độ dày của tấm sao cho ở lối ra khỏi nó, một chùm tia trễ hơn chùm kia một phần tư sóng (một phần tư chu kỳ), thì sự phân cực sẽ biến thành hình tròn (một tấm như vậy được gọi là một phần tư- sóng), nếu một chùm trễ hơn chùm kia nửa bước sóng, thì ánh sáng sẽ vẫn bị phân cực tuyến tính, nhưng mặt phẳng phân cực sẽ quay qua một góc nhất định, giá trị của nó phụ thuộc vào góc giữa mặt phẳng phân cực của chùm tia tới và mặt phẳng của phần chính (một tấm như vậy được gọi là nửa sóng).

Bản chất của hiện tượng

Về mặt định tính, hiện tượng này có thể được giải thích như sau. Từ phương trình Maxwell cho môi trường vật chất theo đó Vận tốc pha của ánh sáng trong một môi trường tỉ lệ nghịch với giá trị hằng số điện môi ε của môi trường. Trong một số tinh thể hằng số điện môi- giá trị tenxơ - phụ thuộc vào hướng của vectơ điện, nghĩa là vào trạng thái phân cực của sóng, do đó, vận tốc pha của sóng sẽ phụ thuộc vào sự phân cực của nó.

Dựa theo lý thuyết cổ điểnánh sáng, sự xuất hiện của hiệu ứng là do trường điện từ xen kẽ của ánh sáng làm cho các electron của chất dao động và những dao động này ảnh hưởng đến sự truyền ánh sáng trong môi trường và ở một số chất, việc tạo ra ánh sáng dễ dàng hơn các electron dao động theo những hướng nhất định.

Khúc xạ kép nhân tạo. Ngoài tinh thể, hiện tượng lưỡng chiết còn được quan sát thấy trong môi trường đẳng hướng đặt trong điện trường (hiệu ứng Kerr), trong từ trường (hiệu ứng Cotton-Mouton, hiệu ứng Faraday), dưới tác dụng của ứng suất cơ học (quang đàn hồi). Dưới ảnh hưởng của các yếu tố này, một môi trường đẳng hướng ban đầu thay đổi tính chất của nó và trở thành dị hướng. Trong những trường hợp này, trục quang học của môi trường trùng với hướng của điện trường, từ trường, hướng của lực tác dụng.

tinh thể tích cực và tiêu cực

  • tinh thể tiêu cực- tinh thể đơn trục, trong đó tốc độ truyền của chùm ánh sáng thông thường nhỏ hơn tốc độ truyền của chùm tia bất thường. Trong tinh thể học, tinh thể âm còn được gọi là thể vùi chất lỏng trong tinh thể có hình dạng giống như chính tinh thể.
  • tinh thể tích cực- tinh thể đơn trục, trong đó tốc độ truyền của chùm ánh sáng bình thường lớn hơn tốc độ truyền của chùm tia bất thường.

Khi ánh sáng đi qua một số tinh thể, chùm sáng bị tách thành hai chùm. Hiện tượng này được gọi là khúc xạ kép. Lưỡng chiết quang là sự phân nhánh của chùm ánh sáng khi đi qua một môi trường dị hướng quang học, do sự phụ thuộc của chiết suất (và do đó, tốc độ sóng) vào sự phân cực của nó và hướng của vectơ sóng so với các trục tinh thể. Nếu một chùm ánh sáng hẹp hướng tới một tinh thể spar Iceland, thì hai chùm tia phân tách trong không gian sẽ thoát ra khỏi tinh thể, song song với nhau và với chùm tia tới - thông thường (o) và bất thường (e). Một chùm tia thông thường thỏa mãn định luật khúc xạ thông thường và nằm trong cùng mặt phẳng với chùm tia tới và pháp tuyến với mặt phân cách tại điểm tới. Đối với tia bất thường, tỉ số phụ thuộc vào góc tới. Ngoài ra, theo quy luật, tia bất thường không nằm trong cùng một mặt phẳng với tia tới và pháp tuyến với giao diện. Thí nghiệm chứng tỏ rằng các tia ló ra khỏi tinh thể bị phân cực phẳng theo các hướng vuông góc với nhau. Hiện tượng lưỡng chiết được quan sát thấy đối với tất cả các tinh thể trong suốt, ngoại trừ các tinh thể thuộc hệ lập phương. Các tinh thể đơn trục có hướng mà ánh sáng truyền đi mà không bị chia thành hai chùm. Hướng này được gọi là trục quang học của tinh thể. Mọi mặt phẳng đi qua trục chính gọi là phần chính hoặc mặt phẳng chính của tinh thể. Mặt phẳng đi qua chùm tia và cắt trục quang học của nó được gọi là mặt phẳng chính (mặt cắt chính) của tinh thể một trục đối với chùm tia này. Mặt phẳng dao động của chùm tia thông thường vuông góc với tiết diện chính của tinh thể. Các dao động của vectơ trong tia bất thường xảy ra trong mặt phẳng chính của tinh thể. Ngoài tinh thể đơn trục, còn có các tinh thể hai trục, có hai hướng dọc theo đó ánh sáng không bị chia thành hai chùm. Trong tinh thể hai trục, cả hai chùm tia đều phi thường.

Tính lưỡng chiết được giải thích bằng tính dị hướng của tinh thể. Trong các tinh thể của một hệ không lập phương, hằng số điện môi phụ thuộc vào hướng. Vectơ của chùm sáng thường luôn vuông góc với quang trục của tinh thể (vuông góc với tiết diện chính). Do đó, đối với bất kỳ hướng truyền nào của chùm tia thông thường, tốc độ của sóng ánh sáng sẽ như nhau, chiết suất của tinh thể đối với chùm tia thông thường không phụ thuộc vào hướng của chùm tia trong tinh thể và bằng Vectơ của tia bất thường dao động trong mặt phẳng chính của tinh thể, nó có thể tạo với trục quang học một góc bất kỳ từ 0 đến 0. Do đó, tốc độ truyền ánh sáng dọc theo tia bất thường và chiết suất của tinh thể đối với tia bất thường phụ thuộc vào hướng của chùm tia này đối với trục quang học. Khi ánh sáng truyền dọc theo quang trục thì cả hai chùm tia trùng nhau, vận tốc ánh sáng không phụ thuộc vào phương dao động của vectơ (ở cả hai chùm tia thì vectơ vuông góc với trục chính), chiết suất của tia bất thường trùng nhau. với chiết suất của tia thường: Khi ánh sáng truyền theo bất kỳ hướng nào khác, tốc độ của nó và chiết suất dọc theo tia bất thường khác với các giá trị tương ứng đối với tia thường. Sự khác biệt lớn nhất được quan sát theo hướng vuông góc với trục quang học. Theo hướng này đâu là vận tốc của tia bất thường theo hướng này. Chiết suất của tia bất thường được lấy làm giá trị đối với phương truyền vuông góc với trục chính của tinh thể. Có các tinh thể đơn trục dương và âm. Đối với tinh thể dương > (< ), у отрицательных – < ( > ).


Trong một số tinh thể, một trong các tia bị hấp thụ mạnh hơn tia kia. Hiện tượng này được gọi là lưỡng sắc .

Sử dụng nguyên lý Huygens, người ta có thể vẽ đồ thị bề mặt sóng của tia thường và tia bất thường. Hình vẽ biểu diễn mặt sóng của các tia có tâm tại điểm 2 tại thời điểm mặt sóng của sóng tới đạt tới điểm 1 . Dọc theo trục quang học, cả hai chùm tia truyền với cùng tốc độ. Mặt sóng đối với tia thường phát ra từ một điểm 2 , hình cầu (trong mặt phẳng - hình tròn), cho hình bất thường - hình elip (trong mặt phẳng - hình elip). Đường bao của tất cả các sóng thứ cấp có tâm nằm giữa các điểm 1 2 , là các mặt phẳng. Mặt trước của sóng thường là tiếp tuyến của một điểm 1 đến vòng tròn; mặt sóng bất thường là một tiếp tuyến từ một điểm 1 đến hình elip. Đối với chùm tia thông thường, hướng truyền năng lượng của sóng ánh sáng trùng với phương pháp tuyến của bề mặt sóng; tia thường vuông góc với mặt sóng. Đối với một tia bất thường, hướng truyền năng lượng không trùng với pháp tuyến với bề mặt sóng; tia bất thường đi qua điểm mà mặt sóng tiếp xúc với hình elip.

khúc xạ kép

Để thu được ánh sáng phân cực, người ta còn dùng hiện tượng lưỡng chiết.

“Từ Iceland, một hòn đảo nằm ở Biển Bắc, ở vĩ độ 66 °,” Huygens viết vào năm 1678, “một hòn đá (đá spar Iceland) đã được mang đến, rất đáng chú ý về hình dạng và các phẩm chất khác, nhưng trên hết là về tính chất của nó. tính chất khúc xạ kỳ lạ”.

Nếu một mảnh spar Iceland được đặt trên bất kỳ dòng chữ nào, thì thông qua nó, chúng ta sẽ thấy một dòng chữ kép (Hình 133).

Cơm. 133. Hiện tượng khúc xạ kép.

Sự phân nhánh của hình ảnh xảy ra do thực tế là mỗi chùm tia tới trên bề mặt của tinh thể tương ứng với hai chùm tia khúc xạ. Trên hình. 134 chỉ ra trường hợp chùm tia tới vuông góc với bề mặt tinh thể; sau đó tia o, được gọi là tia thường, đi qua tinh thể không bị khúc xạ, và tia O, được gọi là tia bất thường, đi dọc theo đường đứt khúc như trong hình. 134.

Cơm. 134. Đường đi của các tia trong môi trường lưỡng chiết.

Tên của các tia rất rõ ràng: một tia bình thường hành xử như chúng ta mong đợi trên cơ sở các định luật khúc xạ đã biết. Có thể nói, một tia bất thường vi phạm các định luật này: nó rơi dọc theo pháp tuyến tới bề mặt, nhưng bị khúc xạ. Cả hai chùm ra khỏi tinh thể dưới dạng phân cực phẳng, và chúng bị phân cực trong các mặt phẳng vuông góc với nhau. Điều này có thể dễ dàng kiểm chứng bằng một thí nghiệm rất đơn giản. Chúng ta hãy lấy một số máy phân tích (ví dụ: một bàn chân) và nhìn qua nó vào bức tranh chia đôi do tinh thể đưa ra. Tại một vị trí nhất định của bàn chân, chúng ta sẽ chỉ nhìn thấy một trong các hình ảnh, hình ảnh thứ hai sẽ bị hủy. Khi bàn chân xoay 90° quanh đường ngắm, hình ảnh thứ hai này sẽ xuất hiện nhưng hình ảnh đầu tiên sẽ biến mất. Vì vậy, chúng tôi thực sự tin rằng cả hai hình ảnh đều được phân cực và chính xác như nó vừa được chỉ ra.

Điều gây tò mò là vào năm 1808, Malus đã tình cờ thực hiện một thí nghiệm tương tự và phát hiện ra sự phân cực của ánh sáng khi phản xạ từ thủy tinh. Nhìn qua một mảnh spar Iceland vào hình ảnh phản chiếu của mặt trời lặn trên cửa sổ của Cung điện Luxembourg ở Paris, ông ngạc nhiên khi thấy rằng hai hình ảnh do hiện tượng khúc xạ kép có độ sáng khác nhau. Xoay viên pha lê, Malus thấy rằng các hình ảnh luân phiên trở nên sáng hơn, sau đó mờ dần. Lúc đầu, Malus nghĩ rằng những dao động của ánh sáng mặt trời trong bầu khí quyển đang ảnh hưởng đến đây, nhưng khi màn đêm buông xuống, ông lặp lại thí nghiệm với ánh sáng của ngọn nến phản chiếu từ mặt nước, rồi đến thủy tinh. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, hiệu quả đã được xác nhận. Malus sở hữu thuật ngữ "sự phân cực" của ánh sáng.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang phân tích chi tiết hơn về hiện tượng khúc xạ kép. Nếu chúng ta thay đổi góc tới của chùm tia trên bề mặt của tinh thể, thì một tính chất đáng chú ý mới của chùm tia bất thường sẽ được tiết lộ. Hóa ra chiết suất của nó không phải là hằng số mà phụ thuộc vào góc tới. Vì hướng của tia khúc xạ trong tinh thể cũng phụ thuộc vào góc tới, nên tính chất này cũng có thể được phát biểu như sau: chiết suất của tia bất thường phụ thuộc vào hướng của nó trong tinh thể. Cuối cùng, chuyển từ chiết suất sang vận tốc truyền, chúng ta có thể nói rằng vận tốc của một tia bất thường trong tinh thể phụ thuộc vào hướng truyền của nó.

Trong công thức cuối cùng này, các tính chất quang học của tinh thể trùng khớp với các tính chất khác của nó: hằng số điện môi, độ dẫn nhiệt và tính đàn hồi của tinh thể cũng không giống nhau theo các hướng khác nhau. Sự tương ứng giữa tính dị hướng của các tính chất quang và điện của tinh thể trở nên khá rõ ràng nếu chúng ta nhớ rằng tốc độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của hằng số điện môi của môi trường. Do đó, nói đúng ra, tốc độ truyền sóng ánh sáng không phụ thuộc vào hướng truyền sóng, mà phụ thuộc vào hướng của điện trường của sóng ánh sáng. Ngay cả khi hai sóng ánh sáng phân cực trong các mặt phẳng vuông góc với nhau truyền theo cùng một hướng trong tinh thể, vận tốc của chúng sẽ khác nhau (ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt). Một ví dụ về hai sóng như vậy là tia bất thường và tia thường.

Nếu, từ một điểm nằm trên bề mặt của spar Iceland, chúng ta vẽ các vectơ bán kính bên trong tinh thể, độ lớn của nó tỷ lệ với tốc độ ánh sáng theo các hướng tương ứng, thì các đầu của chúng sẽ nằm trên bề mặt của ellipsoid. cuộc cách mạng. Điều này tương đương với việc bề mặt sóng của các dao động ánh sáng truyền từ một điểm có dạng elip, trái ngược với dạng hình cầu khi truyền trong vật thể vô định hình. Tất nhiên, mọi lúc, chúng ta đang nói về một tia phi thường. Các tia thông thường rõ ràng tạo thành một bề mặt sóng hình cầu. Như vậy, trong tinh thể ta có hai loại mặt sóng: mặt elip và mặt cầu. Các hình elip và hình cầu này tiếp xúc với nhau tại các điểm nằm trên các đường thẳng, được gọi là các trục quang học của tinh thể.

Rõ ràng là ánh sáng truyền theo hướng của trục quang học với tốc độ hoàn toàn không phụ thuộc vào trạng thái phân cực. Trong spar Iceland, chỉ có một hướng của trục quang học - một tinh thể đơn trục.

Sử dụng một phương pháp đồ họa đơn giản dựa trên nguyên lý Huygens, chúng tôi dựng sóng khúc xạ của cả tia thường và tia bất thường. Một làn sóng sẽ tiếp xúc với một loạt các hình cầu cơ bản, làn sóng kia sẽ tiếp tuyến với một loạt hình elip. Chúng ta thấy rằng một góc được hình thành giữa hai sóng phẳng này, tương ứng với sự hình thành của một góc giữa các tia khúc xạ, tức là sự lưỡng chiết.

Cơm. 5. Cấu trúc Huygens trong tinh thể.

Ngược lại với môi trường đẳng hướng trong tinh thể, tia (bất thường) không còn pháp tuyến với mặt sóng. Trên hình. 5 o là tia thường, e là tia bất thường và n là tia bình thường.

Tuy nhiên, cũng có một hướng trong tinh thể của spar Iceland, trong đó cả tia thường và tia bất thường truyền đi với tốc độ như nhau, không tách rời nhau. Hướng này được gọi là trục quang học của tinh thể. Rõ ràng là các điểm tiếp xúc của ellipsoid với hình cầu nằm trên trục quang học. Trong một mặt phẳng vuông góc với trục quang học, có những hướng dọc theo đó sự khác biệt về vận tốc giữa tia thường và tia bất thường là lớn nhất. Các tia thường và tia bất thường đi cùng hướng, nhưng tia bất thường vượt qua tia bình thường.

Bất kỳ mặt phẳng nào đi qua trục quang được gọi là mặt cắt chính hay mặt phẳng chính của tinh thể.

Ngoài spar Iceland, các tinh thể đơn trục bao gồm, ví dụ, thạch anh và tourmaline. Có những tinh thể trong đó hiện tượng khúc xạ tuân theo những định luật thậm chí còn phức tạp hơn. Đặc biệt, đối với chúng có hai hướng trong đó cả hai chùm tia di chuyển với cùng tốc độ, do đó các tinh thể như vậy được gọi là hai trục (ví dụ: thạch cao). Trong các tinh thể hai trục, cả hai chùm đều bất thường, nghĩa là vận tốc truyền của cả hai chùm phụ thuộc vào hướng.

Tourmaline có khả năng đáng chú ý là hấp thụ một trong các tia được tạo ra bởi hiện tượng lưỡng chiết, nhờ đó tinh thể tourmaline đóng vai trò là chất phân cực, tạo ra một chùm tia phân cực cùng một lúc.

Trở lại năm 1850, Herapat đã phát hiện ra rằng các tinh thể quinine iodide sulfat được tạo ra nhân tạo có các đặc tính giống như tourmaline.

Cơm. 6. Việc sử dụng ảnh Polaroid.

Tuy nhiên, các tinh thể riêng lẻ quá nhỏ và nhanh chóng bị hư hỏng trong không khí. Chỉ trong những năm gần đây, họ mới học được cách sản xuất màng xenlulo ở quy mô công nghiệp, trong đó một số lượng lớn các tinh thể quinine iodua sulfat được định hướng hoàn toàn giống hệt nhau được đưa vào. Bộ phim này được gọi là polaroid.

Polaroid phân cực hoàn toàn ánh sáng, không chỉ đi dọc theo pháp tuyến đến bề mặt của nó mà còn giữ lại các đặc tính của nó đối với các tia tạo thành góc tới 30 ° so với pháp tuyến. Do đó, một polaroid có thể phân cực một hình nón khá rộng của các tia sáng.

Polaroid đã tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Hãy để chúng tôi chỉ ra ứng dụng gây tò mò nhất của Polaroid trong ngành kinh doanh ô tô.

Các tấm Polaroid được cố định trên kính trước của ô tô (Hình 6) và trên đèn pha của ô tô. Tấm Polaroid trên kính trước là máy phân tích, tấm trên đèn pha là máy phân cực. Mặt phẳng phân cực của các bản tạo với đường chân trời một góc 45° và song song với nhau. Người lái xe, nhìn đường qua kính phân cực, nhìn thấy ánh sáng phản chiếu từ đèn pha của anh ta, tức là nhìn thấy đường được chiếu sáng bởi chúng, vì các mặt phẳng phân cực tương ứng song song, nhưng không nhìn thấy ánh sáng từ đèn pha của ô tô đang chạy tới , cũng được trang bị các tấm polaroid. Trong trường hợp thứ hai, như có thể dễ dàng nhìn thấy từ Hình. 6, các mặt phẳng phân cực sẽ vuông góc với nhau. Do đó, người lái xe được bảo vệ khỏi hiệu ứng chói mắt của đèn pha của ô tô đang chạy tới.

Kính được làm từ kính phân cực, qua đó ánh sáng chói phản chiếu từ các bề mặt sáng bóng trở nên vô hình. Điều này được giải thích là do ánh sáng chói thường bị phân cực một phần hoặc hoàn toàn. Kính Polaroid rất được khuyến khích sử dụng trong các viện bảo tàng và phòng trưng bày nghệ thuật (bề mặt của các bức tranh được vẽ bằng sơn dầu thường bị lóa khiến khó nhìn tranh và làm sai lệch sắc thái của màu sắc).

Một trong những chất phân cực phổ biến nhất là cái gọi là lăng kính Nicol, hay đơn giản là nicol.

Cơm. 7. Tiết diện của lăng kính Nicol.

Lăng kính của Nicol là một tinh thể của spar Iceland được xẻ theo đường chéo và dán lại với nhau bằng nhựa thơm của Canada (Hình 7). Trong lăng kính Nicol, một trong các tia do hiện tượng khúc xạ kép bị triệt tiêu một cách rất khéo léo. Một tia thường, bị khúc xạ mạnh hơn, rơi vào ranh giới với nhựa thơm Canada ở một góc tới lớn hơn góc tới của tia bất thường. Vì nhựa thơm Canada có chỉ số khúc xạ thấp hơn nhựa thơm Iceland nên phản xạ toàn phần bên trong xảy ra và chùm tia chiếu vào mặt bên. Mặt bên được phủ sơn đen và hấp thụ chùm tia chiếu vào nó. Như vậy, chỉ có một chùm tia phân cực phẳng (bất thường) đi ra khỏi lăng kính. Mặt phẳng phân cực của chùm tia này được gọi là mặt phẳng Nicol chính.

Hai nicol nằm sát nhau, với các mặt phẳng chính vuông góc với nhau, rõ ràng là không cho ánh sáng xuyên qua. Nếu các mặt phẳng chính song song, thì lượng ánh sáng tối đa sẽ đi qua các nicol. Câu hỏi đặt ra là bao nhiêu ánh sáng mà một tổ hợp nicol như vậy sẽ đi qua ở một vị trí trung gian nào đó, khi góc a giữa các mặt phẳng chính lớn hơn 0, nhưng nhỏ hơn 90°.

Vì mỗi bản phân cực, như chúng ta đã nói, có thể được so sánh với một khe chỉ truyền các dao động nằm trong mặt phẳng của nó, nên quy trình tính cường độ ánh sáng truyền qua hai nicol là rõ ràng. Với mục đích này, chúng tôi mô tả các mặt phẳng chính của nicol dưới dạng các đường thẳng I u II (Hình 138). Sau đó, các dao động xuất hiện từ nicol đầu tiên trùng với I và nếu chúng ta phân tách chúng thành hai thành phần (một trùng với II và thứ hai vuông góc với nó), thì thành phần thứ nhất sẽ vượt qua hoàn toàn và rõ ràng là thành phần thứ hai sẽ bị trễ bởi nicol. Độ lớn của biên độ cấu thành các dao động theo phương II, như có thể thấy từ hình vẽ, bằng A trong đó A là biên độ của các dao động đi ra khỏi nicol thứ nhất. Thành phần này, như chúng tôi vừa nói, sẽ vượt qua hoàn toàn; do đó, đây sẽ là biên độ của dao động đã đi qua hai nicol.

Cơm. 8. Để tính năng lượng đã truyền qua hai nicol.

Năng lượng của sóng ánh sáng, giống như năng lượng của bất kỳ dao động nào, tỷ lệ với bình phương biên độ; do đó, cuối cùng, đối với năng lượng ánh sáng đi qua hai nicol, chúng ta có công thức sau - định luật Malus:

trong đó tôi thay đổi từ 0 thành 0 khi α thay đổi từ 0 thành . Do đó, bằng cách quay một trong các nicol, chúng ta có thể làm giảm ánh sáng truyền đi bao nhiêu lần và thu được ánh sáng ở bất kỳ cường độ nào.

Định luật Malus rõ ràng áp dụng cho bất kỳ máy phân cực và máy phân tích nào. Đặc biệt, cường độ ánh sáng phản xạ liên tiếp từ hai gương thủy tinh tuân theo cùng một định luật.

Nếu lăng kính Nicol dùng để thu được một chùm tia phân cực, thì lăng kính Wollaston tạo ra hai chùm tia phân cực trong các mặt phẳng vuông góc với nhau và nằm đối xứng với chùm tia tới. Thiết kế của lăng kính Wollaston cực kỳ khéo léo và đặc biệt cho thấy rõ ràng tốc độ truyền của các tia trong tinh thể phụ thuộc vào hướng của mặt phẳng phân cực của chúng như thế nào.

Cơm. 9. Lăng kính Wollaston.

Lăng kính Wollaston bao gồm hai mảnh spar Iceland được cắt song song với trục quang và dán lại với nhau sao cho trục quang của một mảnh vuông góc với trục quang của mảnh kia. Trên hình. 9, trục quang của mảnh bên phải song song với mặt phẳng của bản vẽ và trục quang của mảnh bên trái vuông góc với nó.

Một chùm ánh sáng tới bình thường ở ranh giới trên được chia thành hai chùm: một chùm sáng bình thường có mặt phẳng phân cực song song với trục quang và một chùm tia bất thường phân cực theo hướng vuông góc. Cả hai chùm tia đi theo cùng một hướng, nhưng với vận tốc khác nhau được xác định bởi các chỉ số khúc xạ và . Khi đến giao diện với mảnh thứ hai, cả hai chùm thay đổi vai trò. Mặt phẳng phân cực của chùm tia thông thường (trong mảnh thứ nhất) đã trở nên vuông góc với trục quang học (trong mảnh thứ hai), do đó, chùm tia này trong mảnh thứ hai sẽ truyền như một tia bất thường. Ngược lại, một chùm tia bất thường trong mảnh thứ nhất sẽ là tia thường trong mảnh thứ hai, vì mặt phẳng phân cực của nó song song với trục quang học của mảnh này. Do đó, một chùm tia (bình thường trong mảnh đầu tiên) truyền từ môi trường có chiết suất sang môi trường có chiết suất, tia còn lại (bất thường trong mảnh đầu tiên) - từ môi trường sang môi trường có . Spa của Iceland có nhiều hơn. Do đó, chùm đầu tiên truyền từ môi trường đậm đặc hơn sang môi trường ít đậm đặc hơn, chùm thứ hai - ngược lại. Kết quả là, một chùm tia sẽ bị khúc xạ ở ranh giới bên trái và chùm tia kia ở bên phải, và hai chùm tia phân cực sẽ đi vào đối xứng từ lăng kính.

KHÚC XẠ KÉP

KHÚC XẠ KÉP

Sự phân nhánh của các tia sáng khi truyền qua một môi trường dị hướng (ví dụ: tinh thể), do sự phụ thuộc của chiết suất của môi trường này vào hướng của dòng điện. vectơ ánh sáng (xem QUANG HỌC TINH THỂ, QUANG PHỔ BIẾN ĐƯỜNG). Khi một sóng ánh sáng rơi vào một môi trường dị hướng, hai sóng phát sinh trong môi trường đó với các mặt phẳng phân cực vuông góc với nhau (xem SỰ PHÂN CỰC CỦA ÁNH SÁNG). Trong các tinh thể đơn trục, một trong các sóng có mặt phẳng phân cực vuông góc với Ch. tiết diện, tức là, một mặt phẳng đi qua hướng của chùm sáng và trục quang học của tinh thể (chùm tia thông thường), và phần còn lại là mặt phẳng song song với tiết diện chính (chùm tia bất thường). Tốc độ lan truyền của một sóng thông thường và do đó n0 đối với nó không phụ thuộc vào hướng truyền của nó, trong khi sự lan truyền và chiết suất ne của một sóng bất thường thì có. Đối với một chùm phi thường luật thông thường khúc xạ thay đổi; đặc biệt, nó không nhất thiết phải nằm trong mặt phẳng tới. Khi truyền dọc theo quang trục n0=ne và D. l. vắng mặt. đơn trục naz. dương hay âm phụ thuộc vào dấu hiệu của hiệu ne - n0. tối đa. cơ bụng. độ lớn của sự khác biệt này đóng vai trò là một đặc tính số của D. l. Trong các tinh thể hai trục, chiết suất của cả hai chùm phát sinh trong D. l. phụ thuộc vào hướng truyền. Đ.l. tinh thể hai trục có thể được đặc trưng bởi ba chỉ số khúc xạ chính.

Đ.l. có thể được quan sát không chỉ trong môi trường dị hướng tự nhiên, mà còn trong môi trường có bất đẳng hướng nhân tạo, chẳng hạn. khi áp dụng bên ngoài trường - điện (xem KERR EFFECT), từ tính (xem COTTON - MUTON EFFECT), trường lực đàn hồi(xem PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA CĂNG LỰC PHÂN CỰC-QUANG HỌC, PHOTOElasticITY).

Một hiện tượng tương tự như D. l. cũng được quan sát thấy trong các dải nam châm khác. sóng chẳng hạn. trong phạm vi vi sóng trong một plasma nằm trong magn. (và do đó dị hướng); (xem TRONG IONOSPHERE).

Thuộc vật chất từ điển bách khoa. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. . 1983 .

KHÚC XẠ KÉP

Sự phân nhánh của chùm ánh sáng khi đi qua một môi trường dị hướng, do sự phụ thuộc của chiết suất (và do đó là tốc độ sóng) vào sự phân cực của nó và sự định hướng của vectơ sóng so với tinh thể học. trục, tức là từ hướng truyền (xem Quang tinh thể, Quang dị hướng). Khi một sóng ánh sáng truyền tới một môi trường dị hướng, hai sóng khúc xạ phát sinh trong môi trường sau, có các phân cực khác nhau và truyền theo các hướng khác nhau với sự phân rã. tốc độ. Tỷ lệ biên độ của các sóng này phụ thuộc vào sự phân cực của sóng tới. Có tuyến tính và hình elip D. l. tùy thuộc vào tính chất và tính đối xứng của các tinh thể.

Trong suốt không từ tính tinh thể không có phân tán không gian tuyến tính D. l xảy ra. - có hai bản phân cực tuyến tính. sóng, vectơ cảm ứng rykh D1 D2 trực giao với nhau và tương ứng trực giao với các vectơ của magn. lĩnh vực H1 H2 . Đ.l. trong tinh thể có thể được mô tả bằng cách cho hằng số điện môi. đến các trục chính và thiết lập các giá trị: - "chỉ số khúc xạ chính"; cỡ D. l. thường mô tả tối đa. sự khác nhau giữa các chiết suất này. Khi ánh sáng đi qua ranh giới của hai môi trường dị hướng thì càng chuyển đổi phức tạp hai sóng tới thành hai sóng khúc xạ.

trong suốt từ tính tinh thể không có khoảng trống. tán sắc cũng có D. l. tuyến tính, tuy nhiên, các vectơ cảm ứng (điện Đ. và từ tính TRONG ) trong hai sóng không trực giao ( ).

Đ.l. trong trường hợp này là hệ quả của thực tế là điện. và lớn. tính thấm được mô tả tháng mười hai. tenxơ; trong một giả thuyết môi trường, nơi (-scalar), D. l. sẽ vắng mặt (nhưng vận tốc sóng sẽ phụ thuộc vào hướng).

Trong suốt không từ tính tinh thể từ không gian. phân tán của thứ tự đầu tiên - con quay hồi chuyển - sóng tới chia thành hai sóng (đi theo các hướng khác nhau với vận tốc khác nhau), phân cực theo hình elip và các trục tương ứng của hình elip D1 D2 là trực giao và các hướng bỏ qua các hình elip này ngược lại - hình elip D. l. Trong một dải tần nhất định, thậm chí hơn sóng - 3 hoặc 4.

Trong các tinh thể có sự hấp thụ, hình ảnh của D. l. phức tạp hơn. Như đã biết, sóng trong môi trường hấp thụ là không đồng nhất; vectơ Đ, D H, V V trường hợp chungđược phân cực theo hình elip, và các hình elip khác nhau và được định hướng theo những cách khác nhau. Do đó, trong trường hợp tổng quát, có một mẫu tuyến tính elip; elip của vectơ hai sóng D1 D2 tương tự nhau, trực giao và có cùng hướng của đường vòng, nhưng kích thước khác nhau do tính dị hướng hấp thụ (xem hình. lưỡng sắc).Điều này cũng đúng với vectơ B1 B2 , nhưng hình elip của chúng khác với hình dạng và hướng trước đây (các hướng chỉ trùng với phân cực tròn).

Tùy thuộc vào tính chất đối xứng của môi trường dị hướng, có một số điểm đến đã chọn, trong đó D. l. vắng mặt; những hướng này được gọi là quang học trục. Có thể có các trục đẳng hướng dọc theo đó các sóng của bất kỳ phân cực nào truyền với cùng tốc độ và các trục tròn dọc theo các sóng không có D. l. chỉ một làn sóng có thể lan truyền. dấu hiệu của sự phân cực tròn. Các tinh thể trong suốt của các đồng lượng thấp hơn thường có hai trục đẳng hướng, có phép đối xứng trên 222 D2(cm. đối xứng tinh thể) chúng hợp nhất thành một. Khi có sự hấp thụ, các tinh thể của các hệ thấp hơn có một trục đẳng hướng (trong trường hợp cụ thể là hệ tinh thể hình thoi - hai) và (hoặc) một số trục tròn.

Đ.l. có thể được quan sát không chỉ trong môi trường dị hướng tự nhiên mà còn trong môi trường nghệ thuật. bất đẳng hướng gây ra bởi biến dạng không đối xứng, ext. căng thẳng (xem quang đàn hồi),ứng dụng âm học. trường (xem âm thanh-quang học),ứng dụng điện (xem hiệu ứng Kerr) hoặc từ tính (xem Hiệu ứng bông - Mouton) trường, đốt nóng dị hướng. Trong chất lỏng tạo ra D. l là có thể. trong dòng chảy, nếu chất lỏng hoặc chất tan có dạng không hình cầu. hình dạng và dị hướng khả năng phân cực.

Một hiện tượng tương tự như D. l cũng được quan sát thấy trong các dải nam châm khác. sóng chẳng hạn. trong phạm vi vi sóng trong một plasma nằm trong magn. trường (và do đó dị hướng); cm. Sóng trong plasma.

sáng.: Fedorov F.I., Quang học của môi trường dị hướng. Minsk, 1958, Kizel V. A., Phản xạ ánh sáng, M, 1973, ch. 12; Fedorov F.I., Filippov V.V., Tinh thể phản chiếu và trong suốt, Minsk. 1976; Dorozhkin L. M. và cộng sự, Phép đo chiết suất của các tinh thể đơn lẻ bằng phương pháp độ lệch bằng nhau, " Tin nhắn ngắn gọn trong Vật lý", 1977, Số 3, trang 8; Stamnes J., Sherman G., Sự phản xạ và khúc xạ của một sóng tùy ý tại một mặt phẳng phân cách giữa hai tinh thể đơn trục, "J. Opt. xã hội Amer.", 1977, v. 67, trang 683; Halevi P., Mendoza-Hernfindez A., Hành vi không gian và thời gian của vectơ Poynting trong sự khúc xạ môi trường tiêu tán từ chân không sang môi trường," J. Opt. xã hội Amer.", 1981, câu 71, trang 1238.

TRONG. A. Kizel.

bách khoa vật lý. Trong 5 tập. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. tổng biên tập A. M. Prokhorov. 1988 .


Xem "DOUBLE REFRACTION" là gì trong các từ điển khác:

    khúc xạ kép- (sơ đồ): hướng MN của trục quang học; o tia thường; là tia bất thường. KHÚC XẠ KÉP, sự phân nhánh của chùm sáng khi đi qua một môi trường không đẳng hướng. Được phát hiện vào năm 1670 bởi nhà vật lý người Đan Mạch E. Bartholin trên một tinh thể Iceland ... ... Từ điển bách khoa minh họa

    KHÚC XẠ KÉP, sự phân nhánh của chùm sáng khi đi qua một môi trường không đẳng hướng. Nó được phát hiện vào năm 1670 bởi nhà vật lý người Đan Mạch E. Bartholin trên một tinh thể spar Iceland (CaCO3). Trong một số tinh thể, chẳng hạn như tourmaline, mỗi nhánh ... ... bách khoa toàn thư hiện đại

    Sự phân nhánh của các tia sáng khi đi qua một môi trường dị hướng (xem Dị hướng), xảy ra do sự phụ thuộc của chiết suất của môi trường vào hướng cường độ điện trường của sóng ánh sáng. sóng ánh sáng trong bất đẳng hướng ... ... Từ điển bách khoa toàn thư lớn

    lưỡng chiết- Sự phân nhánh của tia sáng khi khúc xạ ở mặt phân cách với môi trường không đẳng hướng. [Bộ sưu tập các điều khoản được đề xuất. Số 79. Quang học vật lý. Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Ủy ban thuật ngữ khoa học và kỹ thuật. 1970] Chuyên đề quang vật lý Đại cương... Cẩm nang phiên dịch viên kỹ thuật

    Tính chất quang học của halit và canxit ... Wikipedia

    Sự phân nhánh của các tia sáng khi đi qua một môi trường dị hướng quang học (ví dụ: hầu hết các tinh thể), xảy ra do sự phụ thuộc của chiết suất vào hướng điện trường. vectơ E của sóng ánh sáng. Trong một tinh thể đơn trục (xem ... ... Từ điển bách khoa bách khoa lớn

    Sự phân tách chùm ánh sáng trong môi trường dị hướng (ví dụ, trong tinh thể) thành hai thành phần truyền với tốc độ khác nhau và bị phân cực trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau. Đ.l. lần đầu tiên được phát hiện và mô tả bởi giáo sư ... ... Bách khoa toàn thư Liên Xô

    Sự phân nhánh của các tia sáng khi đi qua một môi trường dị hướng (xem Anisotropy), xảy ra do sự phụ thuộc của chiết suất của môi trường vào sự phân cực và hướng của vectơ sóng so với các trục tinh thể, nghĩa là ... . .. từ điển bách khoa

    lưỡng chiết- Lưỡng chiết lưỡng phân hiện tượng quang học, do tinh thể có chiết suất khác nhau đối với hai hướng vuông góc với nhau của mặt phẳng phân cực ánh sáng. Nói chung, trong lưỡng chiết ... ... giải thích từ điển Anh-Nga về công nghệ nano. - M.

    lưỡng chiết- dvejopas spindulių lūžimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Anizotropinėje terpėje sklindančio šviesos spindulio skaidymasis į du spindulius. atitikmenys: engl. lưỡng chiết; khúc xạ kép vok.… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas