Enaxliga kristaller

Kristaller kallas uniaxial , vars optiska egenskaper har rotationssymmetri kring en viss riktning, kalladkristallens optiska axel .

Enaxliga kristaller inkluderar alla kristaller av tetragonala , hexagonala och romboedriska system . Kristaller i det kubiska systemet är optiskt optiskt isotropa .

Oftast används termen enaxlig kristall i samband med en sådan optisk egenskap som dubbelbrytning . Så om ljus utbreder sig längs den optiska axeln av en enaxlig kristall), kommer dubbelbrytning inte att inträffa. Men om ljusstrålen inte är parallell med den optiska axeln, kommer den, när den passerar genom kristallen, att delas i två: vanlig och extraordinär , som kommer att vara ömsesidigt vinkelrät polariserad .

Så isländsk spar [1] , som är en sorts kalcit (kalciumkarbonat - CaCO 3 ), förekommer i naturen i form av ganska stora och optiskt klara kristaller. Dess ordinarie brytningsindex n o = 1,6585, extraordinära n e = 1,4863 (för den gula linjen). På grund av den stora skillnaden i n o och n e är dubbelbrytningen i isländsk spar mycket uttalad. Islandsparkristaller är mest lämpade för att demonstrera dubbelbrytning och är det bästa materialet för att tillverka polariserande prismor och andra polariserande enheter, men många andra naturliga och artificiella kristaller med liknande egenskaper är nu kända.

Kristallografisk axel

Islandssparkristaller tillhör det hexagonala systemet, men förekommer i olika former. Varje kristall kan lätt delas i en romboedrisk form , avgränsad av sex liknande parallellogram med vinklar på 78°08' och 101°52' (se fig.). I två motsatta hörn A och B konvergerar sidorna av tre trubbiga vinklar, i resten - sidorna av en trubbig och två spetsiga. Den räta linjen som går genom punkterna A och B och som är lika lutande mot kanterna som konvergerar vid dessa punkter kallas den isländska sparkristallens kristallografiska axel , och varje rak linje parallell med den kommer att vara den optiska axeln för denna kristall.

Permittivitetstensorn

Dielektrisk permittivitet kopplar samman elektrisk induktion och elektrisk fältstyrka . I elektriskt anisotropa medier kan en komponent i hållfasthetsvektorn inte bara påverka samma komponent i den elektriska induktionsvektorn , utan också generera dess andra komponenter . I allmänhet är permeabiliteten en tensor ,

Den elektriska fältstyrkevektorn och den elektriska fältinduktionsvektorn för en elektromagnetisk våg (ljusstråle) som utbreder sig i en kristall kan sönderdelas i komponenter Е ιι , D ιι längs den optiska axeln och komponenter Е ↓ , D ↓ , vinkelräta mot den.

Då är D ιι = ε ιι E ιι och D ↓ = ε ↓ E ↓

där ε ιι och ε ↓ . - konstanter, kallade kristallens longitudinella och tvärgående permittiviteter . Det är till dessa två storheter som permittivitetstensorn för en enaxlig kristall reduceras.

Huvudsektion

Planet i vilket kristallens optiska axel och det normala N till vågfronten ligger kallas kristallens huvudsektion . [2]

Om den elektriska fältinduktionsvektorn är vinkelrät mot huvudsektionen, beror våghastigheten inte på riktningen för dess utbredning, och en sådan våg kallas vanlig . Om induktionsvektorn för det elektriska fältet ligger i huvudsektionen ändras vågutbredningshastigheten med en förändring i riktningen för vågnormalen, därför kallas en sådan våg extraordinär .

Vågplattor

En kristall vars optiska axel är i en orientering parallell med den optiska ytan kan användas för att skapa en vågplatta , där det inte finns någon bildförvrängning, utan en förändring i polarisationstillståndet för den infallande vågen. Till exempel används en kvartsvågsplatta vanligen för att skapa cirkulär polarisation från en linjärt polariserad källa.

Typer av enaxliga kristaller

Tabellen nedan listar de huvudsakliga brytningsindexen (vid 590 nm) för några av de mest kända enaxliga kristallerna.

Se även

• dubbel brytning
• Kristallens optiska axel

Anteckningar

1. ↑ Engelska. island spar, isl. silfurberg
2. ↑ Huvudsektionen är inte ett specifikt plan, utan en hel familj av parallella plan.
3. ↑ Elert , Glenn Refraktion  . Hypertextboken i fysik . Hämtad 18 augusti 2020. Arkiverad från originalet 6 juni 2017.

Litteratur

• Sivukhin DV Allmän kurs i fysik. — M. . - T. IV. Optik.
• Landsberg G.S. Optics M., 2004