Dvojna lomljiva optika

Dvojna lomljivost, imenovana tudi birefringence, je optična lastnost, pri kateri se en sam žarek nepolarizirane svetlobe, ki vstopi v anizotropni medij, razdeli na dva žarka, pri čemer vsak potuje v drugo smer. En žarek (imenovan izredni žarek) je upognjen ali lomljen pod kotom, ko potuje skozi medij; drugi žarek (imenovan navadni žarek) skozi medij poteka nespremenjen.

sevanje: dvojna lomljivost

Pri dvojni lomljivosti svetloba vstopi v kristal, katerega optične lastnosti se razlikujejo po dveh ali več kristalnih osi. Kaj je opaziti

Dvojno lomljivost lahko opazimo s primerjavo dveh materialov, stekla in kalcita. Če je na list papirja narisan svinčnik, ki je nato pokrit s kozarcem, bo videti le ena slika; če pa je isti papir prekrit s koščkom kalcita in je kristal usmerjen v točno določeno smer, bosta vidni dve znamki.

Slika prikazuje pojav dvojne refrakcije skozi kristal kalcita. Vidimo, da se vpadni žarek razcepi na navaden žarek CO in izredni žarek CE, ko vstopi v kristalno ploskev pri C. Če pa vstopi žarek v kristal v smeri njegove optične osi, se svetlobni žarek ne razdeli.

Navadni in izredni žarek sta pri dvojni lomljivosti polarizirana v ravninah, ki vibrirajo pod pravim kotom. Nadalje je opaziti, da je lomni indeks (število, ki določa kot upogibanja za vsak medij) navadnega žarka konstanten v vseh smereh; indeks loma izrednega žarka se spreminja glede na smer, ker ima komponente, ki so vzporedne in pravokotne na kristalno optično os. Ker je hitrost svetlobnih valov v mediju enaka njihovi hitrosti v vakuumu, deljenem z indeksom loma za to valovno dolžino, se lahko izredni žarek premika hitreje ali počasneje kot navaden žarek.

Vsi prozorni kristali, razen tistih iz kubičnega sistema, ki so običajno optično izotropni, kažejo dvojni lom: poleg kalcita so nekateri dobro znani primeri ledu, sljude, kremena, sladkorja in turmalina. Drugi materiali lahko v posebnih okoliščinah postanejo dvorezni. Na primer, raztopine, ki vsebujejo dolgoverižne molekule, imajo dvojno lomljivost, ko tečejo; ta pojav imenujemo pretakanje dvorefringence. Plastični materiali, sestavljeni iz molekul polimerov, lahko postanejo tudi dvojno lomljivi, če se stisnejo ali raztegnejo; ta postopek je znan kot fotoelastičnost. Nekateri izotropni materiali (npr. Steklo) lahko celo kažejo dvoodpornost, če so postavljeni v magnetno ali električno polje ali kadar so izpostavljeni zunanjim obremenitvam.