Оптические свойства кристаллов (линейная оптика).

Напомним, что свет – это электрические волны, скорость распространения которых в вакууме с = 3 8м/с. Спектр длин волн видимого света 380 – 760 нм. Электрические волны – поперечные, т.е. колебания векторов напряженности электронного E и магнитного Hполей перпендикулярны направлению распространения волны N(и перпендикулярны друг дружке) – рис.Q.1а.Для целей кристаллооптики довольно рассматривать поведение только Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). электронного вектора E. В естественном свете колебания вектора Eпроисходят во всехплоскостях, проходящих через направление N (рис.Q.1б). При помощи особых устройств (поляризаторов) колебания можно свести в одну плоскость (рис.Q.1.в) – таковой свет именуется линейно поляризованным.

Проходя через вещество, световая волна вызывает смещение электрических оболочек атомов (поляризацию P). Напряженность поля в Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). веществе Еминиатюризируется по сопоставлению с напряженностью поля в вакуумеЕ0, Е = E0/(1 + 4πP) = E0/χ , где χ – диэлектрическая проницаемость вещества. Это приводит к уменьшению скорости светаvв веществепо сопоставлению со скоростью в вакууме с. Мера замедления световой волны c|v = = n˃ 1 именуется показателем преломления вещества.

В изотропных средах (газ, жидкость, стекло) скорость распространения света Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). и показатель преломления не зависят от направления. Свет от точечного источника, помещенного в такую среду, проходит за одно и то же время во всех направлениях однообразный путь. Соединив концы этих путей, получим сферическую поверхность, которая именуется поверхность волны (рис.Q.2).

В кристаллах кубической сингонии поверхность волны также является Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). сферой. Таким макаром, в отношении распространения света кубические кристаллы изотропны.

Кристаллы средней и низшей категорий оптически анизотропны вследствие анизотропии диэлектрической проницаемости ε. При всем этом такие кристаллы владеют особенным оптическим свойством – двупреломлением. Световая волна делится в кристалле на две волны с различными скоростями v1 и v2и взаимно перпендикулярными направлениями поляризации (направлениями Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). колебаний электронного вектора) Е1 Е2 (рис.Q.3). Соответственно, и поверхности волны в таких кристаллах двойные.

В кристаллах средней категории одна из 2-ух волн обычная, т.е. такая же, как и в изотропной среде. Поверхность волны – сфера, скорость обозначается vo. 2-ая волна – необычная, скорость ее veв различных направлениях различна, поверхность волны Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). – эллипсоид вращения. При всем этом вероятны два варианта: 1 – эллипсоид вытянутый и вписан в сферу, т.е. vo˃ve, это оптически положительные кристаллы (рис.Q.4.а); 2 – эллипсоид сплюснутый и описан вокруг сферы, т.е. vo

В кристаллах низшей категории обе волны – необычные. Поверхность волны также двойная, но более сложной формы, симметрия ее mmm. Эта поверхность Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). и три ее сечения плоскостями симметрии показаны на рис.Q.5. Наружняя поверхность имеет четыре попарно обратных углубления, в каких она касается внутренней поверхности (рис.Q.5а,б). В 2-ух направлениях, проходящих через точки касания, скорости волн равны, v1 = v2 , и двупреломления нет, т.е. это оптические оси. Таким макаром, кристаллы Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). низшей категории являются оптически двуосными. Угол меж оптическими осями 2Vявляется принципиальной чертой двуосных кристаллов.

Повдоль каждой оси симметрии волновой поверхности размещаются по две из 3-х основных скоростей волн vg˃ vm˃vp(франц. grand, moyen, petit– большой, средний, малый) –. Оборотные значения этих скоростей дают три основных показателя преломления np

Волновая поверхность по-разному нацелена в кристаллах различных сингоний низшей категории. В ромбической сингонии три оси симметрии волновой поверхности совпадают с Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). 3-мя единичными направлениями кристалла - либо . В моноклинной сингонии одна из осей симметрии волновой поверхности совпадает с единственной осью симметрии кристалла либо , две другие оси не совпадают с какими-либо определенными кристаллографическими направлениями. В триклинной сингонии положение волновой поверхности никакими критериями не ограничено.

Поляризационно-оптический способ исследования Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). кристаллов.

Для исследования оптических параметров кристаллов и оптической диагностики горных пород и минералов используют особые приборы – полярископы для больших кристаллов и поляризационные микроскопы для маленьких кристаллов и петрографических шлифов(тонких срезов горных пород). Рутинные исследования ведут в параллельномполяризованном свете. Поляризационная система устройств включает два поляризатора P1и P2(рис Оптические свойства кристаллов (линейная оптика)..6). Направления колебаний света, пропускаемого этими поляризаторами, взаимно перпендикулярны (поляризаторы «скрещены»). Потому свет, выходящий из первого поляризатора, гасится вторым поляризатором (его именуют анализатор). Если меж поляризаторами находится оптически изотропное вещество (в том числе кристалл кубической сингонии), то поле зрения будет темным. Если же в поляризационную систему поместить двупреломляющий кристалл, система Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). в общем случае пропускает свет, и поле зрения просветляется.

Поляризованная световая волна, проходя через кристалл, распадается на две волны с взаимно перпендикулярными направлениями колебаний (рис.Q.6). Волны когерентны (лат. cohaerentia – сцепление), т.е. имеют постоянную разность фаз , где λ – длина волны света, Δ - оптическая разность хода, Δ = d(n’- n’’), d – толщина Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). кристалла, n’ и n’’ –характеристики преломления 2-ух волн. Две когерентные волны, имеющие разность хода, могут интерферировать (усиливаться либо ослабляться, зависимо от соотношения λ и Δ), если у этих волн колебания совершаются в одной плоскости. Функция анализатора как раз и заключается в сведении в одну плоскость колебаний 2-ух волн, прошедших через кристалл. В Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). итоге интерференции белоснежного света (в каком ведут наблюдение) кристалл приобретает калоритные интерференционные расцветки, по которым судят о силе двупреломления – одном из принципиальных исследовательских признаков минерала. Более непростая схема исследования кристаллов в сходящемся поляризованном свете позволяет найти оптический символ кристалла, его осность, оценить величину угла оптических осей и получить ряд других оптических Оптические свойства кристаллов (линейная оптика). черт, тут не рассматриваемых. Подробнее способы исследования оптических параметров кристаллов описаны в учебниках по кристаллографии и кристаллооптике.



optimizaciya-razmera-nejroseti-obratnogo-rasprostraneniya-statya.html
optimizaciya-regionalnoj-ekonomiki-i-harakteristiki-regionalnogo-rinka-kriterii-ekonomicheskoj-bezopasnosti-v-usloviyah-globalizacii.html
optimizaciya-rezhimov-raboti-rudnichnih-pnevmaticheskih-setej-pri-transportirovanii-szhatogo-vozduha.html