Οπτικά διπλής διάθλασης

Διπλή διάθλαση, που ονομάζεται επίσης birefringence, μια οπτική ιδιότητα στην οποία μια μόνο ακτίνα μη πολωμένου φωτός που εισέρχεται σε ένα ανισότροπο μέσο χωρίζεται σε δύο ακτίνες, καθεμία από τις οποίες κινείται σε διαφορετική κατεύθυνση. Μια ακτίνα (που ονομάζεται έκτακτη ακτίνα) κάμπτεται, ή διαθλάται, υπό γωνία καθώς ταξιδεύει μέσω του μέσου. η άλλη ακτίνα (που ονομάζεται συνηθισμένη ακτίνα) περνά μέσα από το μέσο αμετάβλητη.

ακτινοβολία: Διπλή διάθλαση

Σε διπλή διάθλαση, το φως εισέρχεται σε έναν κρύσταλλο των οποίων οι οπτικές ιδιότητες διαφέρουν κατά μήκος δύο ή περισσότερων από τους κρυσταλλικούς άξονες. Τι παρατηρείται

Η διπλή διάθλαση μπορεί να παρατηρηθεί συγκρίνοντας δύο υλικά, γυαλί και ασβεστίτη. Εάν ένα μολύβι τραβιέται πάνω σε ένα φύλλο χαρτιού και στη συνέχεια καλύπτεται με ένα κομμάτι γυαλιού, θα φαίνεται μόνο μία εικόνα. αλλά αν το ίδιο χαρτί καλύπτεται με ένα κομμάτι ασβεστίτη και ο κρύσταλλος προσανατολίζεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, τότε θα γίνουν ορατά δύο σημάδια.

Το σχήμα δείχνει το φαινόμενο της διπλής διάθλασης μέσω ενός κρυστάλλου ασβεστίτη. Μια προσπίπτουσα ακτίνα φαίνεται να χωρίζεται σε συνηθισμένη ακτίνα CO και στην εξαιρετική ακτίνα CE όταν εισέρχεται στην κρυσταλλική όψη στο C. Εάν η προσπίπτουσα ακτίνα εισέρχεται στον κρύσταλλο κατά την κατεύθυνση του οπτικού άξονά της, ωστόσο, η ακτίνα φωτός δεν θα διαιρεθεί.

Σε διπλή διάθλαση, η συνηθισμένη ακτίνα και η εξαιρετική ακτίνα πολώνονται σε επίπεδα που δονείται κάθετα το ένα στο άλλο. Επιπλέον, ο δείκτης διάθλασης (ένας αριθμός που καθορίζει τη γωνία κάμψης συγκεκριμένη για κάθε μέσο) της συνηθισμένης ακτίνας παρατηρείται ότι είναι σταθερός προς όλες τις κατευθύνσεις. ο δείκτης διάθλασης της έκτακτης ακτίνας ποικίλλει ανάλογα με την κατεύθυνση που έχει ληφθεί, διότι έχει στοιχεία που είναι παράλληλα και κάθετα στον οπτικό άξονα του κρυστάλλου. Επειδή η ταχύτητα των φωτεινών κυμάτων σε ένα μέσο ισούται με την ταχύτητά τους σε ένα κενό διαιρούμενο με τον δείκτη διάθλασης για αυτό το μήκος κύματος, μια εξαιρετική ακτίνα μπορεί να κινηθεί είτε γρηγορότερα είτε πιο αργά από μια συνηθισμένη ακτίνα.

Όλοι οι διαφανείς κρύσταλλοι εκτός από αυτούς του κυβικού συστήματος, οι οποίοι είναι συνήθως οπτικά ισοτροπικοί, παρουσιάζουν το φαινόμενο της διπλής διάθλασης: εκτός από τον ασβεστίτη, μερικά γνωστά παραδείγματα είναι ο πάγος, το μαρμαρυγία, ο χαλαζίας, η ζάχαρη και η τουρμαλίνη. Άλλα υλικά μπορεί να γίνουν διχάλα σε ειδικές περιστάσεις. Για παράδειγμα, διαλύματα που περιέχουν μόρια μακράς αλυσίδας παρουσιάζουν διπλή διάθλαση όταν ρέουν. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συνεχής ροή. Τα πλαστικά υλικά που σχηματίζονται από πολυμερή μόρια μακράς αλυσίδας μπορούν επίσης να καταστούν διπλά διαθλαστικά όταν συμπιέζονται ή τεντώνονται. αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως φωτοελαστικότητα. Ορισμένα ισοτροπικά υλικά (π.χ. γυαλί) μπορεί ακόμη και να παρουσιάσουν διπλή διάφραγμα όταν τοποθετούνται σε μαγνητικό ή ηλεκτρικό πεδίο ή όταν υφίστανται εξωτερική πίεση.