Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 131 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Г л а в а 4
КРИСТАЛЛООПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
4.1. ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ И
ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ
КРИСТАЛЛ ИСЛАНДСКОГО ШПАТА
При изложении оптических явлений часто предполагается изотропность среды, в которой распространя-
ются световые электромагнитные волны. Очевидно, в природе существуют тела, не удовлетворяющие этому
требованию. Среды, физические свойства которых различны по разным направлениям, называются
анизотроп-
ными
. Анизотропными являются кристаллические вещества, кристаллизующиеся в системе со сравнительно
низкой симметрией. Благодаря низкой симметрии кристаллов их физические свойства (теплопроводность, элек-
тропроводность и др.) по различным направлениям различны. К числу таких анизотропных веществ относится
кристалл исландского шпата или кальцита (CaCO
3
). Исландский шпат встречается в природе в виде сравни-
тельно крупных кристаллов, имеющих вид ромбоэдров (рис. 192). Такое огранение кристаллов показывает, что
CaCO
3
кристаллизуется в ромбоэдрической системе. Соседние молекулы CaCO
3
располагаются по вершинам и
в центре правильного ромбоэдра со стороной a = 12,72 ⋅ 10
–8
см.
При прохождении узкого пучка естественного света через кристалл исландского шпата происходит его
разделение на два пучка. Это явление впервые было открыто в 1670 году Э. Бартолини и носит название
двой-
ного лучепреломления
. При рассмотрении различных предметов через кристалл исландского шпата они кажутся
двойными. Кроме исландского шпата двойным лучепреломлением обладает, например, кварц, турмалин. Если
падающий пучок естественного света достаточно узок, а кристалл имеет достаточную толщину, то из него вы-
ходят два пучка, параллельных первоначальному (как и при всяком прохождении через плоскопараллельную
пластинку), вполне разделенных пространственно. Даже в том случае, когда первоначальный пучок нормален к
естественной грани кристалла, т.е. угол падения равен нулю, преломленный пучок разделяется на два, причем
один из них (о) представляет продолжение первичного, а второй (
е) уклоняется (рис. 193) так, что угол прелом-
ления для него отличен от нуля.
Рис. 192
Рис. 193
Луч света, который при нормальном падении излучения на грань кристалла не испытывает преломления,
называется обыкновенным (о). Исследования показывают, что при двойном лучепреломлении обыкновенный
луч удовлетворяет обычному закону преломления:
о
sin
sin
n=
β
α
, (4.1.1)
для которого показатель преломления n
o
является постоянной величиной для данного кристалла. Для исланд-
ского шпата (для света с длинной волны
λ = 589,3 нм, жёлтый дублет натрия) n
o
= 1,658. Луч света, который
даже при нормальном падении излучения на грань кристалла испытывает преломление, называется необыкно-
венным (
е). Отсюда следует, что необыкновенный луч не следует обычному закону преломления, что и дало
повод к его названию "необыкновенного". Опыты показывают, что для необыкновенного луча значение показа-
теля преломления
n
e
зависит от направления распространения необыкновенной волны в кристалле. Для различ-

Страницы