1.1 Методика изучения оптических свойств кристаллов

1. Определение оптических изотропных и анизотропных оптических материалов

Осуществляется в параллельном поляризованном свете с помощью поляризационного микроскопа МИН-8, работающего по схеме рис. 4. В отсутствие оптически анизотропной пластины интенсивность света, выходящего из оптической системы, определяется законом Малюса

I = I₀ cos² 

Здесь  - угол между плоскостями поляризации поляризатора и анализатора. Если  = 0, николи параллельны, и наблюдается максимальная интенсивность прошедшего света. Если  = 90, николи скрещены (плоскости поляризации поляризатора П и анализатора А взаимно перпендикулярны), свет через оптическую систему не проходит, поле зрения темное. Если между скрещенными николями помещена пластина из оптически изотропного материала, то поле зрения остается темным при любых положениях пластин. В случае пластины из оптически анизотропного кристалла, вырезанной не перпендикулярно оптической оси и помещенной между скрещенными николями, поле зрения просветляется. Степень просветления зависит от величины двулучепреломления, а последняя, в свою очередь, — от оптических констант кристалла, от его ориентировки по отношению к оптической оси и от толщины пластины. При вращении этой пластины на 360, в отличие от пластины из оптически изотропного материала, поле зрения 4 раза светлеет и темнеет.

1.1.2. Определение осности оптически анизотропных кристаллов

Осуществляется в сходящемся поляризованном свете, схема наблюдения в котором показана на рис. 5.

Если через пластину одноосного кристалла, вырезанную перпендикулярно оптической оси, пропустить пучок плоскополяризованных сходящихся в виде конусов лучей, то все лучи, идущие вдоль оптической оси, будут обладать нулевой разностью хода. Поэтому в центре поля зрения микроскопа в скрещенных николях должно получиться темное пятно. Все лучи, одинаково наклоненные к оптической оси, обладают некоторой одинаковой разностью хода и образуют коническую поверхность равного хода. В результате интерференции лучей света, проходящих через кристаллическую пластину под всевозможными углами, возникают характерные интерференционные картины, называемые коноскопическими фигурами. Вид коноскопической фигуры зависит от симметрии кристалла, от ориентации пластины относительно кристаллографических осей, от толщины пластины и от величины его двулучепреломления, а также от апертуры и спектрального состава света.

Коноскопические фигуры состоят из изогир и изохром. Изогирами называются темные полосы, все точки которых соответствуют тем направлениям в кристалле, по которым распространяются лучи с колебаниями, параллельными плоскостям поляризации скрещенных николей. Изохромами называются темные и светлые полосы, каждая из которых соответствует направлениям одинаковой разности хода.

Характерная коноскопическая фигура одноосного кристалла, вырезанного перпендикулярно к оптической оси, имеет вид черного креста из двух изогир и серии концентрических темных и светлых колец ( рисунок 6а ).

Коноскопические фигуры двуосных кристаллов несколько сложнее

(рисунок 6б ).