Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата

При изучении оптических свойств кристаллов пользуются вспомогательной пространственной фигурой, построенной на показателях преломления и называемой оптической индикатрисой. Величина каждого радиуса – вектора индикатрисы выражает показатель преломления кристалла для тех световых волн, колебания которых совершаются в направлении данного вектора.

Поместим мысленно внутри кристаллического тела светящуюся точку S
(рис. 1). По некоторому направлению SNм здесь будут одновременно распространяться две световые волны М1 и М2, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Скорости распространения этих волн (1 и (2 различны. В связи с этим будут различны и показатели преломления волн n1 и n2, представляющие собой, как известно, обратные величины по отношению к скоростям.

Пусть волна М1 идет быстрее ((1((2); тем самым ее показатель преломления (n1) будет меньше соответственного показателя преломления (n2) для волны М2(n1( n2).

Приняв точку S за исходную, проведем через нее прямые А1А1 и В2В2 параллельно колебаниям волн М1 и М2 (А1А1 параллельна колебаниям волны М1;
В2В2 параллельна колебаниям волны М2). Прямые А1А1 и В2В2 взаимно перпендикулярны.

На прямых А1А1 и В2В2 по обе стороны от S отложим в одном и том же произвольном масштабе величины показателей преломления n1 и n2 (n1 откладываем по А1А1, n2 – по В2В2).

В результате получаем четыре точки А1, А1, В2, В2.

Рассматривая волны, идущие по другим направлениям, мы будем получать новые четырехточия.

Рис. 1. Построение оптической индикатрисы

Теоретически доказано, что поверхность, обнимающая все указанные четырехточия, представляет собой либо трехосный эллипсоид, либо эллипсоид вращения, либо шар. Эта поверхность и носит название оптической индикатрисы. Оптическая индикатриса дает возможность определить для волн любого заданного направления ориентировку колебаний и величины соответственных показателей преломления. Величины этих осей дают в определенном масштабе показатели преломления. В частном случае сечение индикатрисы является окружностью. Это показывает, что световые волны, распространяющиеся в заданном направлении, не испытывают двупреломления.

Рассмотрим отдельно все три указанные типа оптической индикатрисы.
Высшая категория. Кристаллы кубической сингонии являются, как уже указывалось выше, оптически изотропными. Лучи здесь идут с одинаковой скоростью и, следовательно, обладают одним показателем преломления.
Соответственно этому, оптическая индикатриса в кристаллах кубической сингонии – шар.

Охарактеризовать шаровую индикатрису можно лишь при помощи одной величины – радиуса шара. Радиус шара выражает показатель преломления.
Следовательно, характеристика оптической индикатрисы кристаллов кубической сингонии заключается лишь в одной константе – показателе преломления n.
Средняя категория. Кристаллам средних сингоний (гексагональным, тетрагональным и тригональным) соответствует оптическая индикатриса в виде эллипсоида вращения.

Поверхность эллипсоида вращения можно получить, путем вращения эллипса вокруг одной из его осей (рис. 2). При этом получаются два рода эллипсоидов вращения (рис. 3).

Рис. 2.Оптическая индикатриса кристалла низшей категории (трехосный эллипсоид)

Рис. 3.Оптические индикатрисы для

кристаллов средних сингоний

а – положительного; б - отрицательного

Первые (вытянутые) эллипсоиды соответствуют оптически положительным, а вторые (сплющенные) – оптически отрицательным кристаллам.

В эллипсоидах вращения круговые сечения располагаются перпендикулярно оси вращения. Все другие их сечения эллипсами.

Кристаллы средних сингоний обладают лишь одним единичным направлением, совпадающим с единственной осью высшего наименования. В свою очередь, соответствующая им оптическая индикатриса, имеющая форму эллипсоида вращения, также обладает лишь одним единичным направлением, совмещенным с осью вращения эллипсоида.
Единичное направление кристалла должно совпасть с единичным направлением оптической индикатрисы.

В эллипсоиде вращения сечение, перпендикулярное оси вращения, представляет окружность. Тем самым круговое сечение оптической индикатрисы располагается перпендикулярно оси симметрии высшего наименования.

В гексагональном кристалле, оптическая индикатриса ориентирована в нем так, что ее ось вращения совмещена с шестерной осью симметрии (рис. 4).

Рис. 4. Ориентировка оптической индикатрисы

в гексагональном кристалле

Круговые сечения эллипсоидов указывают на то, что перпендикулярно им световые волны идут, не раздваиваясь и не поляризуясь (любой радиус здесь представляет возможное направление колебаний). Значит вдоль оси вращения оптической индикатрисы идет один неполяризованный (не раздвоенный луч).

Направление, по которому свет не испытывает двупреломления, называется оптической осью. Кристаллы средних сингоний имеют одну оптическую ось, т.е. являются оптически одноосными.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: диплом образец, реферат образование.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата