Enaksede krystaller

Krystaller kaldes uniaksiale , hvis optiske egenskaber har rotationssymmetri om en bestemt retning, kaldet krystallens optiske akse .

Enaksede krystaller omfatter alle krystaller af tetragonale , sekskantede og romboedriske systemer . Krystaller af det kubiske system er optisk optisk isotropiske .

Oftest bruges udtrykket enakset krystal i forbindelse med en sådan optisk egenskab som dobbeltbrydning . Så hvis lys forplanter sig langs den optiske akse af en enakset krystal), så vil dobbeltbrydning ikke forekomme. Men hvis lysstrålen ikke er parallel med den optiske akse, vil den, når den passerer gennem krystallen, opdeles i to: almindelig og ekstraordinær , som vil være gensidigt vinkelret polariseret .

Så islandsk spar [1] , som er en slags calcit (calciumcarbonat - CaCO 3 ), forekommer i naturen i form af ret store og optisk klare krystaller. Dens almindelige brydningsindeks n o = 1,6585, ekstraordinære n e = 1,4863 (for den gule linje). På grund af den store forskel på n o og n e er dobbeltbrydningen i islandsk spar meget udtalt. Islands spar-krystaller er mest velegnede til at demonstrere dobbeltbrydning og er det bedste materiale til fremstilling af polariserende prismer og andre polariserende enheder, men mange andre naturlige og kunstige krystaller med lignende egenskaber er nu kendt.

Krystallografisk akse

Islands sparkrystaller hører til det sekskantede system, men forekommer i forskellige former. Hver krystal kan let opdeles i en romboedrisk form , afgrænset af seks lignende parallelogrammer med vinkler på 78°08' og 101°52' (se fig.). I to modsatte hjørner A og B konvergerer siderne af tre stumpe vinkler, i resten - siderne af en stump og to spidse. Den rette linje, der går gennem punkterne A og B og hælder ligeligt til kanterne, der konvergerer ved disse punkter, kaldes den krystallografiske akse af Islands spar-krystallen, og enhver lige linje parallelt med den vil være denne krystals optiske akse .

Permittivitetstensoren

Dielektrisk permittivitet forbinder elektrisk induktion og elektrisk feltstyrke . I elektrisk anisotrope medier kan en komponent af styrkevektoren ikke kun påvirke den samme komponent af den elektriske induktionsvektor , men også generere dens andre komponenter . Generelt er permeabiliteten en tensor ,

Den elektriske feltstyrkevektor og den elektriske feltinduktionsvektor for en elektromagnetisk bølge (lysstråle), der udbreder sig i en krystal, kan dekomponeres i komponenter Е ιι , D ιι langs den optiske akse og komponenter Е ↓ , D ↓ , vinkelret på den.

Så er D ιι = ε ιι E ιι og D ↓ = ε ↓ E ↓

hvor ε ιι og ε ↓ . - konstanter, kaldet krystallens langsgående og tværgående permittiviteter . Det er til disse to størrelser, at permittivitetstensoren for en enakset krystal reduceres.

Hovedafsnit

Planet, hvori krystallens optiske akse og den normale N til bølgefronten ligger, kaldes krystallens hovedsektion . [2]

Hvis den elektriske feltinduktionsvektor er vinkelret på hovedsektionen, afhænger bølgehastigheden ikke af retningen af ​​dens udbredelse, og en sådan bølge kaldes almindelig . Hvis den elektriske feltinduktionsvektor ligger i hovedsektionen, ændres bølgeudbredelseshastigheden med en ændring i retningen af ​​bølgenormalen, derfor kaldes en sådan bølge ekstraordinær .

Bølgeplader

En krystal, hvis optiske akse er i en orientering parallel med den optiske overflade, kan bruges til at skabe en bølgeplade , hvor der ikke er nogen billedforvrængning, men en ændring i den indfaldende bølges polarisationstilstand. For eksempel er en kvartbølgeplade almindeligvis brugt til at skabe cirkulær polarisering fra en lineært polariseret kilde.

Typer af enaksede krystaller

Tabellen nedenfor viser de vigtigste brydningsindekser (ved 590 nm) for nogle af de bedst kendte enaksede krystaller.

Se også

• dobbelt brydning
• Krystallens optiske akse

Noter

1. ↑ Engelsk. island spar, isl. silfurberg
2. ↑ Hovedafsnittet er ikke et specifikt plan, men en hel familie af parallelle planer.
3. ↑ Elert , Glenn Refraktion  . Hyperlærebogen i fysik . Hentet 18. august 2020. Arkiveret fra originalen 6. juni 2017.

Litteratur

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