Yksiakseliset kiteet

Kiteitä kutsutaan yksiakselisiksi , joiden optisilla ominaisuuksilla on pyörimissymmetria tietyn suunnan ympäri, jota kutsutaankiteen optiseksi akseliksi .

Yksiaksiaaliset kiteet sisältävät kaikki tetragonaalisen , kuusikulmaisen ja romboedrisen järjestelmän kiteet . Kuutiojärjestelmän kiteet ovat optisesti optisesti isotrooppisia .

Useimmiten termiä yksiaksiaalinen kide käytetään sellaisen optisen ominaisuuden kuin kahtaistaittavuuden yhteydessä . Joten jos valo etenee yksiakselisen kiteen optista akselia pitkin), kahtaistaitetta ei tapahdu. Kuitenkin, jos valonsäde ei ole yhdensuuntainen optisen akselin kanssa, se kulkiessaan kiteen läpi jakautuu kahteen: tavalliseen ja ylimääräiseen , jotka ovat keskenään kohtisuorassa polarisoituneet .

Islannin sparra [ 1] , joka on eräänlainen kalsiitti (kalsiumkarbonaatti - CaCO 3 ), esiintyy luonnossa melko suurina ja optisesti kirkkaina kiteinä. Sen tavallinen taitekerroin n o = 1,6585, ylimääräinen n e = 1,4863 (keltaisella viivalla). Suuresta n o :n ja n e -erosta johtuen islantilaisen sparn kaksoistaittavuus on erittäin voimakas. Islannin spar-kiteet soveltuvat parhaiten kahtaistaittavuuden osoittamiseen ja ovat parasta materiaalia polarisoivien prismien ja muiden polarisaatiolaitteiden valmistukseen, mutta nykyään tunnetaan monia muitakin luonnon- ja keinotekoisia kiteitä, joilla on samanlaiset ominaisuudet.

Kristallografinen akseli

Islannin spar-kiteet kuuluvat kuusikulmaiseen järjestelmään, mutta niitä esiintyy eri muodoissa. Jokainen kide voidaan helposti jakaa romboedrisen muotoon , jota rajoittaa kuusi samanlaista suunnikkaa, joiden kulmat ovat 78°08' ja 101°52' (katso kuva). Kahdessa vastakkaisessa kärjessä A ja B kolmen tylpän kulman sivut suppenevat, muissa - yhden tylpän ja kahden terävän kulman sivut. Pisteiden A ja B kautta kulkevaa suoraa linjaa, joka on yhtä kallistettu näissä pisteissä lähentyviin reunoihin, kutsutaan Islannin spar -kiteen kristallografiseksi akseliksi , ja mikä tahansa sen suuntainen suora on tämän kiteen optinen akseli .

Perfektiivisyystensori

Dielektrinen permittiivisyys yhdistää sähköisen induktion ja sähkökentän voimakkuuden . Sähköisesti anisotrooppisissa väliaineissa voimavektorin komponentti ei voi vain vaikuttaa samaan sähköisen induktiovektorin komponenttiin , vaan myös tuottaa sen muita komponentteja . Yleensä läpäisevyys on tensori , $\mathbf {D}$ $\mathbf {E}$ $E_{i}$ $D_{i}$ $D_{j}(j\neq i)$

Kiteessä etenevän sähkömagneettisen aallon (valonsäteen) sähkökentän voimakkuusvektori ja sähkökentän induktiovektori voidaan hajottaa optista akselia pitkin komponenteiksi Е ιι , D ιι ja sitä vastaan kohtisuoraan komponenteiksi Е ↓ , D ↓ . $\mathbf {E}$ $\mathbf {D}$ $E_{i}$

Silloin D ιι = ε ιι E ιι ja D ↓ = ε ↓ E ↓

missä ε ιι ja ε ↓ . - vakiot, joita kutsutaan kiteen pitkittäis- ja poikkisuuntaisiksi permittiivisyydeiksi . Näihin kahteen suureen yksiaksiaalisen kiteen permittiivisyystensori pienenee.

Pääosio

Tasoa, jossa kiteen optinen akseli ja aaltorintaman normaali N ovat, kutsutaan kiteen pääosuudeksi . [2]

Jos sähkökentän induktiovektori on kohtisuorassa pääosaan nähden, aallon nopeus ei riipu sen etenemissuunnasta, ja tällaista aaltoa kutsutaan tavalliseksi . Jos sähkökentän induktiovektori sijaitsee pääosassa , aallon etenemisnopeus muuttuu aallon normaalin suunnan muutoksella, joten tällaista aaltoa kutsutaan ylimääräiseksi . $\mathbf {D}$ $\mathbf {D}$

Aaltolevyt

Kiteellä, jonka optinen akseli on suuntautunut optisen pinnan suuntaisesti, voidaan luoda aaltolevy , jossa ei ole kuvan vääristymistä, vaan muutos tulevan aallon polarisaatiotilassa. Esimerkiksi neljännesaaltolevyä käytetään yleisesti luomaan ympyräpolarisaatio lineaarisesti polarisoidusta lähteestä.

Yksiakselisten kiteiden tyypit

Alla olevassa taulukossa on lueteltu joidenkin tunnetuimpien yksiakselisten kiteiden tärkeimmät taitekertoimet (590 nm:ssä).

Yksiaksiaaliset kiteet aallonpituudella 590 nm [3]
jossa n o on tavallisen aallon taitekerroin n e on ylimääräisen aallon taitekerroin

Materiaali	Kristallijärjestelmä	ei_ _	ei _	Δn_ _
Bariumboraatti BaB 2 O 4	Trigonaalinen	1,6776	1,5534	-0,1242
Beryl Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6	Kuusikulmainen	1.602	1,557	-0,045
Kalsiitti CaCO 3	Trigonaalinen	1,658	1,486	-0,172
Jää H2O _ _	Kuusikulmainen	1.309	1.313	+0,004
Litiumniobaatti LiNbO 3	Trigonaalinen	2.272	2.187	-0,085
Magnesiumfluoridi MgF 2	tetragonaalinen	1.380	1,385	+0,006
Kvartsi SiO 2	Trigonaalinen	1.544	1,553	+0,009
Ruby Al 2 O 3	Trigonaalinen	1,770	1,762	-0,008
Rutiili TiO 2	tetragonaalinen	2.616	2.903	+0,287
Sapphire Al 2 O 3	Trigonaalinen	1,768	1,760	-0,008
Piikarbidi SiC	Kuusikulmainen	2.647	2,693	+0,046
Turmaliini (kompleksisilikaatti)	Trigonaalinen	1,669	1,638	-0,031
Zirkoni , korkea ZrSiO 4	tetragonaalinen	1.960	2.015	+0,055
Zircon low ZrSiO 4	tetragonaalinen	1.920	1,967	+0,047

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Englanti. islanti spar, saari. silfurberg
↑ Pääleikkaus ei ole tietty taso, vaan koko joukko yhdensuuntaisia tasoja.
↑ Elert , Glenn Refraction . Fysiikan hyperoppikirja . Haettu 18. elokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 6. kesäkuuta 2017.

Kirjallisuus

Sivukhin DV Yleinen fysiikan kurssi. — M .. - T. IV. Optiikka.
Landsberg G.S. Optics M., 2004