Все мы знаем, что лучи, падая на поверхность, отражаются, поглощаются либо проходят сквозь нее. Обычно происходит только одно из этих явлений. Лазер отразится от серебряной ложки, пройдет сквозь стекло и рассеется в бархате. Казалось бы, все просто. Однако не тут-то было — иногда лучи преломляясь расщепляются на два. Если, например, луч падает перпендикулярно к плоскости кристалла, то он разделится на два, один из которых продолжит двигаться прямо, а второй испытает преломления. Выйдя из кристалла, оба луча будут двигаться параллельно друг другу.
Впервые процесс двойного лучепреломления был зафиксирован Эразмом Бартолини в 1669 году, когда он наблюдал за кристаллами гексагональной системы (углекислого кальция).
Ученый обнаружил, что при прохождении через призматические прозрачные кристаллы, луч света разделяется на два. В ту пору это было так же невероятно, как если бы футбольный мяч, влетая в ворота, разделялся.
В процессе опытов Бартолини и его последователей было выявлено, что один из лучей после разделения его в анизотропной оптической среде продолжает свое движение без преломления (как в изотропной среде), а другой отклоняется в сторону, что несвойственно закону преломления света. Первый луч был назван обыкновенным и обозначают его буквой «о», так как это удовлетворяло законам физики того времени, а второй назвали необыкновенным «е», так как он выбивался из закона о преломлении.
Исторически двойное лучепреломление можно связать с исландским шпатом, потому что именно он и был той самой анизотропной (неоднородной по свойствам в разных направлениях) средой, в которой обнаружилось двойное лучепреломление. Позже обыкновенный и необыкновенный лучи исследовались и было открыто явление поляризации.
Поляризация. Призма Николя
При механических деформациях прозрачных кристаллов может возникнуть искусственное двойное лучепреломление. Одна из известных деформаций носит название призмы Николя. Это призма из вышеупомянутого исландского шпата, разрезанная пополам и склеенная заново так называемым канадским бальзамом — вытяжкой из смолы канадской пихты.
Именно к такому типу призм можно отнести призму Николя. Благодаря канадскому бальзаму (менее плотная среда) один из лучей (обыкновенный или необыкновенный) полностью отражается, а другой выходит из кристалла. Помимо призмы Николя, применяются турмалин и поляроид — они поглощают один из лучей, что тоже помогает в исследованиях.В поляризационных призмах при двойном лучепреломлении один луч обычно отражается от границы раздела полностью, а другой, с другим показателем преломления, проходит через нее.
Двойное лучепреломление применяется при создании СD, DVD-дисков. В таких устройствах луч лазера сначала проходит через призму, а затем на диск, с которого лазер и считывает информацию. Кроме этого, лучепреломление имеет большое значение в фотографии.
Статья по физике на заказ от проверенных исполнителей!
Комментарии