ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ180°, то остается только обыкновенный луч.
При повороте на 90°, наоборот, остается только луч необыкновенный. При угле в 45° между главными сечениями интенсивность обоих лучей одинакова. Рассмотрение этих явлений, открытых Гюйгенсом, привело Ньютона к выводу, что лучи, получаемые при Д. л., поляризованы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; при этом обыкновенный луч поляризован в главном сечении, т. е. его колебания (колебания электрического вектора) происходят в плоскости, перпендикулярной к главному сечению.
Нарушение законов преломления в необыкновенном луче связано с тем, что скорость распространения его, а следовательно и показатель преломления, зависят от направления. Для обыкновенного луча показатель преломления один и тот же для всех направлений. В таблице приведен максимальный (или минимальный) показатель преломления для необыкновенного луча и показатель преломления для обыкновенного луча^ для некоторых одноосных кристалл лов с особо сильным Д. л. (для желтой линии натрия и комнатной температуры).
Кристалл Исландский шпат . . .
Кварц ..........................
Каломель ...................
Натр, селитра.............
Дсо
Де
Де — Дш
1, 65836 1, 5442 1, 9733 1, 587
1, 48639 1, 5533 2, 6559 1, 336—0, 17197 + 0, 0091 + 0, 6826—0, 251
Мерою Д. л. (в данном направлении) является разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного луча Как видно из таблицы*, Д. л. может быть положительным и отрицательным, в соответствии с чем кристаллы раздеру ляют на положитель1 ные и отрицательные л (исландский шпат напр. /У является отрицательным кристаллом). Одноух — - -Vх/ осныекристаллы — про\ у/ стейший случай анизотропной среды; в общем ;'/' |ИГ \\ случае двуосных кри// \\ сталлов анизотропия зна• / \ \ чительно сложнее, и оба // _____ _ \\ луча, появляющиеся при Д. л., ведут себя, как неVобыкновенные. Измерение Д. л. в тех случаях, ___________ когда Д. л. велико, морис. 2. жет быть выполнено непосредственным определением показателей преломления при помощи призм или специальных кристаллорефрактометров, позволяющих делать измерения в разных направлениях.
Основной частью кристаллорефрактометра АббеПульфриха является полусфера из тяжелого стекла с очень большим показателем преломления, к-рую можно точно поворачивать относительно оси R. На полусферу ставится исследуемый кристалл, причем оптический контакт устанавливается посредством капельки жидкости между кристаллом и стеклом с таким же показателем преломления, как у стекла. Лучи (напр. от натронного пламени), преломляясь на границе между кристаллом и полусферой, выходят через стекло в границах конуса, образуемого предельными лу 680
чами, получающимися при скользящем падении.
Вследствие того, что преломление двойное, в конусе лучей видны две границы. Измеряя угол, соответствующий этим двум границам, можно по обычным законам преломления определить показатели преломления и де. Поворачивая полусферу, можно найти и дв в разных направлениях.
Во многих случаях, особенно для тонких слоев анизотропных тел, пространственное разделение двух лучей настолько мало, что измерить показатели преломления обыкновенного и необыкновенного луча непосредственно нельзя. Вместо этого при помощи интерференционных явлений легко измеряется сразу разность При прохождении параллельного поляризованного пучка света через двоякопреломляющую пластинку между обыкновенным и необыкновенным лучом возникает разность хода где d — толщина пластинки и Л — длина световой волны в пустоте. Колебания в обыкновенном и необыкновенном луче происходят в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Поэтому два такие луча, выходящие с нек-рой разностью фаз из пластинки, образуют по общим законам сложения взаимно перпендикулярных колебаний эллиптически поляризованный луч. Определив элементы эллипса (см. Поляризация света), можно точно измерить Д. л. Этот способ определения Д. л. чрезвычайно чувствителен и точен и позволяет обнаружить и измерить ничтожное Д. л.
Теория Д. л. Анизотропия вещества в конечном счете зависит от анизотропии молекул, образующих данное тело, и полная физическая теория Д. л. может быть создана только на основе исчерпывающих сведений о’ свойствах молекул.
Однако даже общие данные о строении кристаллическ. решоток и характере сил, действующих между молекулами, позволяют сделать вывод, что Д. л. может быть объяснено на основании общей теории распространения света в диспергирующей среде (Эвальд, Борн). Точно так же на основе молекулярных представлений удалось Рис. з. разработать теорию анизотропии и Д. л., появляющегося в газах и жидкостях под влиянием электрического поля (см. Керра эффект).
Еще в 17 в. Гюйгенс указал геометрическое построение, позволяющее находить направление обыкновенного и необыкновенного луча для случая одноосного кристалла. Представим себе внутри кристалла светящуюся точку. От нее будут расходиться две волны: обыкновенная и необыкновенная; первая ведет себя в кристалле, как в изотропном теле, распространяясь во все стороны одинаково, ее поверхность •представится сферой; наоборот, анизотропия резко выступает в необыкновенной волне, поверхность которой имеет в общем случае двуосного кристалла довольно сложный вид. Рис. 3 представляет перспективный вид сечений этой поверхности тремя координатными плоскостями. В случае одноосного кристалла поверхность упрощается, обращаясь для отрицательного кристалла в сферу, вписанную в сплюснутый эллипсоид вращения (рис. 4), а для положительного — в эллипсоид вращения, вписанный внутри сферы (рис. 5).
