18 Двойное лучепреломление. Оптическая Анизотропия
луча.
В большинстве кристаллов наблюдается
двойное лучепреломление - падающий луч
раздваивается в кристалле на два
преломленных Один из лучей, который
подчиняется закону преломления,
называется обыкновенным, обозначается
о. Другой луч не следует из закона
преломления. Его называют необыкновенным
лучом, обозначают е. Обыкновенный и
необыкновенный лучи поляризованы во
взаимно перпендикулярных плоскостях,
они имеют различные скорости распространения
и, следовательно, различные показатели
преломления nо и
nе.
Двойное лучепреломление объясняется
оптической анизотропией вещества.
Оптическая анизотропия - различие оптических свойств вещества в зависимости от направления распространения в нём излучения (света) и состояния поляризации этого излучения. Поляризационная структура световых волн существенно проявляется при распространении в анизотропных средах, прежде всего в кристаллах. Естественная оптическая анизотропия большинства кристаллов обусловлена характером их строения - неодинаковостью по разным направлениям поля сил, связывающих частицы в кристаллической решётке, а в случае некоторых оптически-активных кристаллов - также и особенностями возбуждённых состояний электронов и "ионных остовов" в этих кристаллах. Естественная оптическая активность (вращение плоскости поляризации) веществ, которые проявляют её в любом агрегатном состоянии (кристаллическом, аморфном, жидком, газообразном), связана с асимметрией строения отдельных молекул таких веществ и обусловленным ею различием во взаимодействии этих молекул с излучением различной поляризации. Наведённая (искусственная) оптическая анизотропия возникает в средах, от природы оптически изотропных, под действием внешних полей, выделяющих в средах определённые направления. Это может быть электрическое поле (эффект Керра), магнитное (эффект Коттона-Мутона, эффект Фарадея), поле упругих сил (явление фотоупругости).
Оптически анизотропный кристалл расщепляет проходящий через него свет на два луча, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, показатели преломления которых в анизотропном кристалле различны. Например, кристаллы кубической сингонии (алмаз и др.) оптически изотропны.