Двупреломление

Двупреломление
Оптические свойства галита и кальцита
Двойное лучепреломление кристаллом кальцита, положенным на бумагу с текстом

Двойно́е лучепреломле́ние — эффект расщепления в анизотропных средах луча света на две составляющие. Впервые обнаружен на кристалле исландского шпата. Если луч света падает перпендикулярно к поверхности кристалла, то на этой поверхности он расщепляется на два луча. Первый луч продолжает распространяться прямо, и называется обыкновенным (o — ordinary), второй же отклоняется в сторону, нарушая обычный закон преломления света, и называется необыкновенным (e — extraordinary).

Направление колебания вектора электрического поля необыкновенного луча лежит в плоскости главного сечения (плоскости, проходящей через луч и оптическую ось кристалла).

Нарушение закона преломления света необыкновенным лучом связанно с тем, что скорость распространения света (а значит и показатель преломления) волн с такой поляризацией, как у необыкновенного луча, зависит от направления. Для обыкновенной волны скорость распространения одинакова во всех направлениях.

Можно подобрать условия, при которых обыкновенный и необыкновенный лучи распространяются по одной траектории, но с разными скоростями. Тогда наблюдается эффект изменения поляризации. Например, линейно поляризованный свет, падающий на пластинку можно представить в виде двух составляющих (обыкновенной и необыкновенной волн), двигающихся с разными скоростями. Из-за разности скоростей этих двух составляющих, на выходе из кристалла между ними будет некоторая разность фаз, и в зависимости от этой разности свет на выходе будет иметь разные поляризации. Если толщина пластинки такова, что на выходе из неё один луч на четверть волны (четверть периода) отстаёт от другого, то поляризация превратится в круговую (такая пластинка называется четвертьволновой), если один луч от другого отстанет на пол волны, то свет останется линейно поляризованным, но плоскость поляризации повернётся на некоторый угол, значение которого зависит от угла между плоскостью поляризации падающего луча и плоскостью главного сечения (такая пластинка называется полуволновой).

Природа явления

Качественно явление можно объяснить следующим образом. Из уравнений Максвелла для материальной среды следует, что фазовая скорость света в среде обратно пропорциональна величине диэлектрической проницаемости ε среды. В некоторых кристаллах диэлектрическая проницаемость — тензорная величина, зависит от направления электрического вектора, то есть от состояния поляризации волны, поэтому и фазовая скорость волны будет зависеть от ее поляризации.

Согласно классической теории света, возникновение эффекта связанно с тем, что переменное электромагнитное поле света заставляет колебаться электроны вещества, и эти колебания влияют на распространение света в среде, а в некоторых веществах заставить электроны колебаться проще в некоторых определённых направлениях.

Помимо кристаллов двойное лучепреломление наблюдается и в изотропных средах, помещённых в электрическое поле (эффект Керра), в магнитное поле (эффект Коттона — Мутона), под действием механических напряжений (фотоупругость). Под действием этих факторов изначально изотропная среда меняет свои свойства и становится анизотропной. В этих случаях оптическая ось среды совпадает с направлением электрического поля, магнитного поля, направлением приложения силы.

Литература

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 3-е, стереотипное. — М.: Физматлит, МФТИ, 2002. — Т. IV. Оптика. — 792 с. — ISBN 5-9221-0228-1

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

См. также в других словарях:

  • двупреломление — двупреломление …   Орфографический словарь-справочник

  • двупреломление — сущ., кол во синонимов: 2 • двулучепреломление (2) • преломление (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • двупреломление — Оптическое свойство кристаллов преломлять и разлагать проходящий свет на два луча, с различными показателями преломления по этим направлениям; измеряется коэффициентом двупреломления. [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри …   Справочник технического переводчика

  • двупреломление — dvejopas lūžimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. birefringence; double refraction vok. Doppelbrechung, f rus. двойное преломление, n; двупреломление, n pranc. biréfringence, f; double réfraction, f …   Fizikos terminų žodynas

  • ДВУПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — разложение светового луча, входящего в к л, на два преломленных поляризованных луча со взаимно перпендикулярными световыми колебаниями. Отсутствует у куб. к лов и по некоторым специфическим направлениям (оптическим осям) у к лов средних и низших… …   Геологическая энциклопедия

  • высокое двупреломление — — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство EN high birefringence …   Справочник технического переводчика

  • ложное двупреломление — — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство EN anomalous double refraction …   Справочник технического переводчика

  • положительное двупреломление — — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство EN positive …   Справочник технического переводчика

  • двозаломлення мінералів — двупреломление минералов birefringence of minerals Doppelbrechung von Mineralien, Zweibrechen (Zweirefraktion) von Mineralien важлива оптична константа мінералів, яка визначає різницю найбільшого і найменшого показників заломлення. В ізотропних… …   Гірничий енциклопедичний словник

  • КРИСТАЛЛООПТИКА — пограничная область оптики и кристаллофизики, охватывающая изучение законов распространения света в кристаллах. Характерными для кристаллов явлениями, изучаемыми К., явл. двойное лучепреломление, поляризация света, вращение плоскости поляризации …   Физическая энциклопедия

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»