Кристалл исландского шпата (кальцит, CaCO₃) разделяет луч на два — обыкновенный (o-луч) и необыкновенный (e-луч) с разными скоростями распространения и взаимно перпендикулярными поляризациями.
Эффект открыт Эразмом Бартолином в 1669 году и объяснён Гюйгенсом через волновую теорию. Кристалл кальцита доступен в минералогических магазинах (~300–700 руб.), эффект виден невооружённым глазом.
Поляроидный фильтр позволяет избирательно гасить один из лучей, демонстрируя ортогональность поляризаций.
Вопросы для обсуждения
- Обыкновенный (o-) луч распространяется одинаково во всех направлениях, необыкновенный (e-) — нет. Чем это обусловлено на молекулярном уровне? Почему кальцит обладает такой асимметрией?
- Два изображения, которые вы видите через кристалл, имеют взаимно перпендикулярные поляризации. Как это доказать экспериментально одним поляроидом? Опишите процедуру.
- При нагревании кристалла двулучепреломление меняется. Что происходит с кристаллической решёткой и почему это влияет на оптические свойства?
- Почему кальцит используют для изготовления поляризационных призм (Николь, Волластон, Глан-Томпсон), а не просто квадратных пластин? Какое преимущество даёт призматическая форма?
- Целлофановая плёнка тоже двулучепреломляющая. Откуда берётся анизотропия в полимерной плёнке, которая не является кристаллом?