Линия наблюдения, при которой видно только одно изображение (ромбоэдр положен на тупой телесный угол)
Рис. 7.18 Наблюдение точки вдоль оптической оси кальцита.
претерпевших конвергенцию в результате преломления на границе между водой и воздухом, а не с помощью лучей, которые исходили из точки нахождения рыбы (рис. 7.19). Этот эффект тем значительнее, чем больше разница в показателях преломления двух сред. 4. Слияние двух изображений при движении лучей параллельно линии, равнонаклоненной к плоскостям {1011} (т.е. параллельно кристаллографической оси z) возникает потому, что двупреломления вдоль этого направления не происходит и весь пучок света распространяется по одному пути.
7.5.2 Обыкновенный и необыкновенный луч
В опыте с ромбоэдром кальцита свет отражается от бумаги и проходит через лежащий на ней кристалл. Если при этом мы смотрим на ромбоэдр вертикально вниз, то попадающий к нам в глаз свет при своем прохождении снизу имеет нормальное падение по отношению к грани ромбоэдра. Рассматривая прохождение света из воздуха в изотропное вещество, мы видели, что при нормальном падении свет не преломляется, а просто замедляется; преломление происходит только при наклонном падении.
Однако свет, падающий по нормали на поверхность кальцита, распадается на два луча, только один из которых преломляется. Преломленные лучи называются необыкновенными (или е-лучами), а лучи, не испытавшие преломления, — обыкновенными (или о-лучами).
7.5.3 Направления лучей, волновой нормали и колебаний света
Направление распространения световой энергии (направление световых лучей) после преломления в анизотропном веществе не может в дальнейшем по-прежнему оставаться нормальным к фронту распространяющихся волн, которые образуют пучок света, т. е. совпадать по направлению с волновой нормалью. Работая с оптическими приборами, исследователь имеет дело как раз с направлением волновой нормали. Именно к скорости по этому направлению применим закон Снеллиуса.
Для минералогов более важен тот факт, что скорость света в направлении волновой нормали зависит не от направления этой нормали (или направления лучей), а от направления колебаний в световых волнах. Волны, распространяющиеся в кристалле в различных направлениях, обладают одинаковой скоростью в том случае, если направления их колебаний кристаллографически одинаковы. Поэтому мы настоятельно рекомендуем студентам при рассмотрении поведения света в кристаллах учитывать направление его колебаний, и вспоминать об этом, когда возникают трудности с определением направлений распространения света. Причины, определяющие значимость направления колебаний, можно понять, если вспомнить о величине электрического смещения1 у света, взаимодействующего с заряженными электронными облаками атомов во время его продвижения сквозь кристалл. Направление колебаний у света определяется характером и последовательностью расположения атомов, с которыми он сталкивается на своем пути.
Поляризация света
Проходя через анизотропный кристалл, свет поляризуется, т. е. у его е-лучей колебания совершаются только в одной плоскости, а у о-лучей колебания также лежат в одной плоскости, но эта плоскость образует прямой угол с плоскостью колебаний е-лучей. Продолжая рассмотрение оптических свойств кристаллов, попытаемся понять особенности поляризованного света.
Свет, излучаемый в воздухе каким-либо источником, можно представить как волновое движение с колебаниями во всех направлениях, перпендикулярных направлению его распространения. Существуют три способа, с помощью которых можно получить пучок света с колебаниями только в одной плоскости, т.е. плоскополяризованный свет, который для краткости называют просто поляризованным. При получении этими тремя способами поляризованного света происходит уменьшение интенсивности полного светового потока, так как исключается часть первоначального пучка.