Файл: Большанина М.А. Распространение света в анизотропных средах.pdf

-74

Г! Г "

То же самое нужно сказать и относительно векторов электрической

Прежде всего отметим, что кристалл является анизотропным не обязательно по отношению ко всем стоим свойствам. Например,

кристаллы кубической системы изотропны по отношению f оптическим и диэлектрическим свойствам и анизотропны по отношению к механи­ ческим свойствам. Это понятно, так как анизотропия различных свойств связана с различной природой сил взаимодействия в решет­ ке.

Ни ранее указывали, что причин анизотропии оптических свойств может быть несколько. Это, во-первых, анизотропия элек­ тронной оболочки атомов или молекул, находящихся в узлах решетки.

Но этого недостаточно для макроскопической анизотропии; необхо­ димо, чтобы анизотропные молекулы были упорядоченно расположены.

Анизотропия изолированных молекул вовсе не обязательна. Изолиро­ ванный атом или молекула могут быть изотропными, а в решетке их электронная оболочка_вследстви& связи с соседями делается анизот­ ропной. Наконец, даже изотропная электронная оболочка может по­ ляризоваться анизотропно, так как поляризация происходит не толь­ ко под действием электрического поля световой волны, но и под действием соседей. Поэтому расположение соседей, тС .есть, тип кристаллической решетки,играет самую существенную роль в опти­ ческой анизотропии.

- Тб -

Что структура решетки играет существенную роль

видно из такого примера. Углекислый кальций существует в двух

осным (орторомбическая система). Температура, изменяя параметры

решетки, может изменить и анизотропию кристалла. Двуосннй кркс- tsuLl монет постепенно превратить- я в одноосный при нагревании,

например, гипс для определенных длин волн.

Безусловно есть связь между характеристиками оптической анизот­

ропии, т .е . направлением главных осей тензора диэлектрической проницаемости, направлением оптических осей, величиною составля­ ющих тензора и симметрией кристаллической решетки. Однако, эта -

связь не непосредственная.

Электромагнитная теория света не в состоянии установить такую связь. В ней принимаются заданными значения главных диэлек­ трических проницаемостей и направления главьых осей. Тогда она решает задачу корректно.

Попытки' построить молекулярную теорию двойного лучепрелом­

ления встретились с большими математическими и техническими труд­

ностями. В свое время Эвальд пытался сделать такой расчет на

<основе теории кристаллической рещетки. Расчеты оказались слишком

■трудными и не удалось получить зніченія показателей преломления

чделенном расположении ионов возникает анизотропия вектора поля­

ризации. . ;

і В настоящее время расчеты двойного лучепреломления на ос­ нове теории дисперсии и теории кристаллической решетки, по-ви-

димоуу, доступны при использовании счетно-решающих устройств.

- 76 -

Но эти вопросы сейчас не модны и ими, видимо, никто всерьез не нанимается.

Имеется на основе экспериментальных наблюдений классифи­

кация кристаллов по их оптическим и кристаллографическим свойст­ вам. Мы воспользовались таблицей свойств, приведенной в (5 ),

так как считаем ее очень полезной.

Возможна такая классификация кристаллов по их оптическим свойствам:

1. Кристаллы кубической системы изотропны.

2 . Кристаллы, имеющие какую-то выделенную ось симметрии

3-го, 4-го или 6-го порядка, являются одноосными анизотропными.

тем.

3. Кристаллы, принадлежащие к системам рсабической, моно­

клинной и триклинной, являются двуосными.

Если кристалл имеет три оси симметрии 2-го порядка, то главные оси индикатрисы совпадают с этими тремя осями.

Если кристалл имеет одну ось второго порядка (моноклинная систе­

которых эллипсоид сплюснут. Данные о показателях преломления приведены в таблицах 3 и 4 . Эти данные взяты из различных ис­ точников и не соответствуют одной и той же длине волны. Но все они относятся приблизительно к желтоееленой части спектра.

Таблица 4

Двуосные кристаллы. Значения главных показателей преломления и углов между оптическими осями.