Dvolomnost

Vstopni žarek se razcepi na dva dela: redni in izredni žarek, ki sta polarizirana (redni žarek parvokotno na os simetrije, izredni žarek pa vzporedno z osjo simetrije).
Opomba:Smer optične osi se ne ujema z robovi prikazane kocke.

Dvolomnost ali dvojna refrakcija je pojav v katerem se pri prehodu skozi nekatere anizotropne snovi, žarek razdeli na dva žarka. Dvolomnost se pojavlja v vseh anizotropnih mineralih. Tipični anizotropni snovi sta kalcit in borov nitrid. Razklon žarkov je odvisen od polarizacije svetlobe. Kadar ima snov samo eno os anizotropije je dvojni lom posledica razlik v lomnih količnikih za različne polarizacije svetlobe.

Velikost dvolomnosti je določena z razliko

\Delta n=n_{e}-n_{o}\,

kjer je

$n_{o}\!$ lomni količnik za žarek s polarizacijo pravokotno na os anizotropije (redni žarek)
$n_{e}\!$ lomni količnik za žarek s polarizacijo vzporedno z osjo anizotropije (izredni žarek)

Pregled dvolomnosti nekaterih snovi

Dvolomnost je lastnost snovi, ki imajo več kot eno os anizotropije. Anizotropne snovi imajo lomni količnik $\epsilon \!$ , ki je tenzor s tremi lastnimi vrednostmi (tenzor ranga 3).

$\epsilon ={\begin{bmatrix}n_{x}^{2}&0&0\\0&n_{y}^{2}&0\\0&0&n_{z}^{2}\end{bmatrix}}\!$ .

Lahko ga opišemo z elipsoidom, ki ga imenujemo elipsoid lomnega količnika ali indikatrisa. Enačba, ki opisuje ta elipsoid je:

{\frac {x^{2}}{n_{x}^{2}}}+{\frac {y^{2}}{n_{y}^{2}}}+{\frac {z^{2}}{n_{z}^{2}}}=1

.

Pri tem pa so $n_{x}\!$ , $n_{y}\!$ in $n_{z}\!$ dani s tenzorjem dielektričnosti, ki ima komponente $\epsilon _{x}\!$ , $\epsilon _{y}\!$ in $\epsilon _{z}\!$ ali

n_{i}^{2}=\varepsilon _{r_{i}}

kjer je

$\mu _{r}=1\!$ permeabilnost (snov ni v magnetnem polju)
$\varepsilon _{i}=\varepsilon _{0}\varepsilon _{r_{i}}\!$

V posebnem primeru dobimo tudi rotacijski elipsoid (nastane pri vrtenju elipse okoli manjše ali večje polosi, to je sploščeni elipsoid oziroma podolgovati elipsoid), ki ima dve enaki osi, tretja pa je različna. V tem primeru ima snov samo eno optično os (os rotacije), za snov pa pravimo, da je enoosna. Kadar so vse tri osi enake, je snov izotropna in indikatrisa ima obliko krogle. V vseh ostalih primerih (tri različne osi) pa pravimo, da je snov dvoosna.

Obstajajo pa tudi minerali, ki imajo več kot dve optični osi.

Enoosne snovi

Enoosne snovi so anizotropni minerali, ki kristalizirajo v tetragonalnem ali heksagonalnem kristalnem sistemu.^[1] Imajo samo eno optično os. Lomni količnik zavzame vrednosti med dvema skrajnima vrednostima (označimo ju z $n_{o}\!$ in $n_{e}\!$ ). Kadar je $n_{o}>n_{e}\!$ , pravimo, da je mineral optično negativen ali enoosno negativen ( $\Delta n<o\!$ ). Kadar pa je $n_{e}>n_{o}\!$ , pravimo nasprotno, da je mineral optično pozitiven ali enoosno pozitiven ( $\Delta n>o\!$ ). Absolutna dvolomnost za enoosne minerale je določena kot $|n_{e}-n_{o}|\!$ (absolutna vrednost razlike lomnih količnikov).

V spodnjem pregledu je podan lomni količnik za redni in za izredni žarek ter njuna razlika za nekatere enoosne kristale za svetlobo pri 590 n m za nekatere minerale:

Snov	n_o	n_e	Δn
beril Be₃Al₂(SiO₃)₆	1,602	1,557	-0,045
kalcit CaCO₃	1,658	1,486	-0,172
živosrebrni klorid Hg₂Cl₂	1,973	2,656	+0,683
led H₂O	1,309	1,313	+0,004
litijev niobat LiNbO₃	2,272	2,187	-0,085
magnezijev fluorid MgF₂	1,380	1,385	+0,006
kvarc SiO₂	1,544	1,553	+0,009
rubin Al₂O₃	1,770	1,762	-0,008
rutil TiO₂	2,616	2,903	+0,287
peridot (Mg, Fe)₂SiO₄	1,690	1,654	-0,036
safir Al₂O₃	1,768	1,760	-0,008
natrijev nitrat NaNO₃	1,587	1,336	-0,251
turmalin (kompleksni silikat )	1,669	1,638	-0,031
cirkon, višji ZrSiO₄	1,960	2,015	+0,055
cirkon, nižji ZrSiO₄	1,920	1,967	+0,047

Dvoosne snovi

Dvoosne snovi so anizotropni minerali, ki kristalizirajo v triklinskem ali monoklinskem ali ortorombskem kristalnem sistemu.^[1]

V naslednjem pregledu je podan lomni količnik za redni in za izredni žarek ter njuna razlika za nekatere dvoosne kristale za svetlobo pri 590 n m za nekatere minerale:

Snov	n_α	n_β	n_γ
boraks	1,447	1,469	1,472
grenka sol MgSO₄•7(H₂O)	1,433	1,455	1,461
sljuda, biotit	1,595	1,640	1,640
sljuda, muskovit	1,563	1,596	1,601
olivin (Mg, Fe)₂SiO₄	1,640	1,660	1,680
perovskit CaTiO₃	2,300	2,340	2,380
topaz	1,618	1,620	1,627
uleksit	1,490	1,510	1,520

Opombe in sklici

↑ ^1,0 ^1,1 Elert, Glenn. »Refraction«. The Physics Hypertextbook. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 17. septembra 2009. Pridobljeno 22. marca 2010.

Zunanje povezave

Polarizacija in dvolomnost (francosko)
Opis dvolomnosti Arhivirano 2002-01-15 na Wayback Machine. (angleško)
Video o dvolomnosti (angleško)
Polarizacija svetlobe Arhivirano 2007-10-22 na Wayback Machine. (nemško)

[hypertextbook-1] 1,0 ^1,1 Elert, Glenn. »Refraction«. The Physics Hypertextbook. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 17. septembra 2009. Pridobljeno 22. marca 2010.

[1]