Анізотропні речовини

Відео: НІЯУ МІФІ Дециметрові хвилі «хороше» і «погане» дзеркала

Кристалічні речовини з симетрією нижче кубічної, а також деякі волокнисті освіти, молекули яких орієнтовані строго в одному напрямку, є оптично анізотропними. У таких речовин показники заломлення при даній довжині хвилі розрізняються за різними напрямками поширення світлових коливань, і з цієї причини у них спостерігається подвійне променезаломлення, зване також двупреломлением.

Відео: Анізотропія

Двозаломлення

Очевидно, багато дослідників спостерігали гру світла і дивні спотворення в зображенні, дивлячись на світ через прозорі мінерали, але не надавали цьому значення.
Вперше цим серйозно зацікавився в кінці сімнадцятого століття Е. Бартолін, коли, подивившись на світло через кристал кальциту, званий ісландським шпатом, він виявив, що зображення виходить подвійним.

Відео: "пізнавальний фільм": Кристали

Причому коли він починав повертати кристал навколо осі, то одне зображення залишалося нерухомим, як це відбувається, коли дивляться через скло, а друге оберталося разом з поворотом мінералу навколо першого зображення. Це було розцінено вченими того часу як курйоз, який не має наукового значення. Тільки через 20 років Х. Гюйгенс в своєму знаменитому «Трактаті про світло» підтвердив спостереження Е. Бартоліні і дав йому наукове пояснення. Х. Гюйгенс припустив, що світло, що проходить через неоднорідну (анізотропну) середу кальциту, не поширюється з однаковою швидкістю в усі сторони і не утворює хвилясту поверхню форми кулі, а розпадається на два променя (рис. 9). Кожен з цих променів має свою хвильову поверхню, один - сферу, а другий - описаний навколо сфери сплюснутий еліпсоїд обертання.

За наявності кількох кристалів кальциту, то неважко помітити, що відстань між зображеннями тим більше, чим товще ромбоедр, через який воно розглядається. Якщо тепер, продовжуючи дивитися вертикально вниз на точки, почати перевертати ромбоедр на тупий кут, що знаходиться під виступає межею спайні Виколювання, то нижнє зображення буде наближатися до верхнього і врешті-решт вони зіллються (рис. 10). Злиття настає в той момент, коли лінія спостереження розташовується паралельно лінії, равнонаклоненной до трьох площинах, що сходяться на тупому тілесному куті ромбоедра. Явище, що спостерігається в ісландському шпату, полягає в тому, що промінь світла, входячи в кристал і заломлюючись, розділяється на два промені, що йдуть через кристал під деяким кутом один до іншого (кут розбіжності променів в кальциті досягає 6,1 / 2ordm-). Згодом виявилося, що двупреломлением володіє більшість кристалічних речовин, але в кальциті воно виражено особливо яскраво. Візовий центр Нідерландів в Москві зарекомендований серед великого числа туристів, допоможе вам з підготовкою документів і відкриттям віз для сімейного відпочинку або відпустки з компанією друзів.

Звичайний і незвичайний промінь

Під час експерименту з ромбоедрі кальциту світло відбивається від паперу і проходить через лежачий на ній кристал. Якщо при цьому ми дивимося на ромбоедр вертикально вниз, то потрапляє нам в очі світло при своєму проходженні знизу має нормальне падіння по відношенню до межі ромбоедра. Розглядаючи проходження світла з повітря в ізотропна речовина, ми бачили, що при нормальному падінні світло не заломлюється, а просто замедляется- заломлення відбувається лише при похилому падінні.
Однак світло, що падає по нормалі на поверхню кальциту, розпадається на два променя, тільки один з яких переломлюється. Заломлені промені називаються незвичайними (або е-променями), а промені, що не випробували заломлення, - звичайними (або про-променями) (див. Рис. 9, б).
Хвильові поверхні в кристалах
Кристали різних сингоний мають характерні хвильові поверхні, які залежать від особливостей їх внутрішньої структури, т. Е. Від організації кристалічної решітки.
Кристали кубічноїсингонії подібно ізотропним середах пропускають світло рівномірно на всі боки. Хвильова поверхня їх має форму кулі, тому кристали кубічної сингонії називають оптично ізотропним.
Хвильові поверхні кристалів середніх сингонія - тригональной, тетрагональной і гексагональної, мають більш складну форму - це комбінації кулі і еліпсоїдів обертання. Довжина осі обертання цих еліпсоїдів дорівнює діаметру кулі. Тут можливі два випадки:
a) Куля вписаний в сплюснутий еліпсоїд обертання (рис. 11, а). Такі кристали називаються оптично негативними (наприклад, кальцит).

Відео: ОСНОВИ НАВЧАННЯ І МЕТОДИ НАВЧАННЯ

У кристалі по кожному напрямку йдуть два променя - один, хвильова поверхня якого має форму кулі, отримав назву звичайного променя (позначається о), а другий, хвильова поверхня якого має форму сплюснутого еліпсоїда обертання, отримав назву незвичайного променя (позначається е). Швидкість поширення звичайної хвилі в кристалі однакова в усіх напрямках. Швидкість незвичайної хвилі залежить від кристаллографического напрямки, за яким вона поширюється. У кожному кристалі є всього лише один напрямок, в якому швидкості звичайної і незвичайної хвиль рівні між собою. Цей напрямок називається оптичною віссю. На рис. 11 цей напрямок ОА.
Промінь світла, що йде у напрямку оптичної осі, що не розбивається на два променя. Отже, в цьому напрямку в кристалі не може виникнути подвійного променезаломлення. У перпендикулярному напрямку (тобто перпендикулярно до оптичної осі) різниця між швидкостями звичайного і незвичайного променів буде максимальною. Значить, в цьому напрямку в кристалі має виникнути максимально можливе для нього подвійне променезаломлення.
Оптична вісь в кристалах середніх сингоний збігається з одиничним напрямом (головною віссю симетрії). І оскільки в таких кристалах всього одна вісь симетрії і, відповідно, одна оптична вісь, вони отримали назву оптично одновісних.

У кристалах нижчих сингоний (ромбічної, моноклінної, триклинной) існує, як правило, кілька поодиноких напрямків (осей симетрії), які на хвильової поверхні складного виду, відображаються у вигляді чотирьох воронкоподібних заглиблень, відповідних виходів двох оптичних осей (рис. 12). Тому кристали нижчих сингоний отримали назву оптично двуосного. Хвильова поверхня таких кристалів має складний вид, утворений поєднанням двох як би вкладених один в одного еліпсоїдальних поверхонь. Якщо зробити розріз такої фігури по площинах симетрії, то її перетину матимуть форму кіл і еліпсів. За іншими напрямками перетину вони матимуть складніший вид. У двуосного кристалах немає хвилі, що має форму кулі, т. Е. Хвилі звичайної, і обидва променя, на які розпадається світловий промінь, проходячи через такий кристал, є незвичайними.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!