Одноосные кристаллы

Кристаллы Исландского шпата принадлежат к гексагональной системе, но встречаются в различных формах. Каждый кристалл раскалыванием легко привести к форме ромбоэдра, ограниченного шестью подобными параллелограммами с углами 78°08' и 101°52' (см. рис). В двух противоположных вершинах А и В сходятся стороны трех тупых углов, в остальных — стороны одного тупого и двух острых. Прямая, проходящая через точки А и В и одинаково наклоненная к ребрам, сходящимся в этих точках, называется кристаллографической осью кристалла Исландского шпата, и любая прямая, параллельная ей, будет являться оптической осью этого кристалла.

Волновые вектора и направление распространения света

Диэлектрическая проницаемость связывает электрическую индукцию ${\displaystyle \mathbf {D} }$ и напряжённость электрического поля ${\displaystyle \mathbf {E} }$. В электрически анизотропных средах компонента вектора напряжённости ${\displaystyle E_{i}}$ может не только влиять на ту же самую компоненту вектора электрической индукции ${\displaystyle D_{i}}$, но и порождать другие его компоненты ${\displaystyle D_{j}(j\neq i)}$. В общем случае проницаемость является тензором,

Вектор напряжённости электрического поля ${\displaystyle \mathbf {E} }$ и вектор электрической индукции поля ${\displaystyle \mathbf {D} }$ электромагнитной волны (светового луча), распространяющейся в кристалле, можно разложить на составляющие ${\displaystyle E_{i}}$ Е_ιι, D_ιι вдоль оптической оси и составляющие Е _↓ , D _↓ , перпендикулярные к ней.

Тогда D_ιι = ε_ιιЕ_ιι и D_↓ = ε_↓Е _↓

где ε_ιι и ε_↓. — постоянные, называемые продольной и поперечной диэлектрическими проницаемостями кристалла. К этим двум величинам и сводится тензор диэлектрической проницаемости одноосного кристалла.

Плоскость, в которой лежат оптическая ось кристалла и нормаль N к фронту волны, называется главным сечением кристалла. [2]

Если вектор электрической индукции поля ${\displaystyle \mathbf {D} }$ перпендикулярен к главному сечению, то скорость волны не зависит от направления её распространения, и такая волна называется обыкновенной. Если вектор электрической индукции поля ${\displaystyle \mathbf {D} }$ лежит в главном сечении, то скорость распространения волны меняется с изменение направления волновой нормали, поэтому такая волна называется необыкновенной.

Кристалл, оптическая ось которого находится в ориентации, параллельной оптической поверхности, может быть использована для создания волновой пластинки, в которой нет искажения изображения, а происходит изменение состояния поляризации падающей волны. Например, четвертьволновая пластинка обычно используется для создания круговой поляризации от линейно поляризованного источника.

В таблице ниже перечислены основные показатели преломления (на длине волны 590 нм) некоторых наиболее известных одноосных кристаллов.

• Двойное лучепреломление
• Оптическая ось кристалла

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.. — Т. IV. Оптика.
• Ландсберг Г. С. Оптика М., 2004 г.