Divkārša refrakcijas optika

Divkārša refrakcija, saukta arī par divkāršošanos, optiskā īpašība, kurā viens nepolizētas gaismas stars, kas nonāk anizotropā vidē, tiek sadalīts divos staros, katrs pārvietojoties citā virzienā. Viens stars (ko sauc par ārkārtas staru) ir saliekts vai refrakcionēts leņķī, pārvietojoties pa barotni; otrs stars (ko sauc par parasto staru) caur barotni iziet nemainīgs.

starojums: dubultā refrakcija

Divkāršā refrakcijā gaisma iekļūst kristālā, kura optiskās īpašības atšķiras pa divām vai vairākām kristāla asīm. Kas tiek novērots

Divkāršu refrakciju var novērot, salīdzinot divus materiālus - stiklu un kalcītu. Ja zīmuļa zīme ir uzzīmēta uz papīra lapas un pēc tam pārklāta ar stikla gabalu, būs redzams tikai viens attēls; bet, ja tas pats papīrs ir pārklāts ar kalcīta gabalu un kristāls ir orientēts noteiktā virzienā, tad būs redzamas divas zīmes.

Attēlā parādīta divkārša refrakcijas parādība caur kalcīta kristālu. Ir redzams, ka krītošais stars sadalās parastajā CO un neparastajā CE, kad ieiet kristāla virsmā pie C. Ja krītošais stars nonāk kristālā tā optiskās ass virzienā, gaismas stars tomēr netiks sadalīts.

Divkāršā refrakcijā parastais un ārkārtējais stars tiek polarizēti plaknēs, kas vibrē taisnā leņķī viens pret otru. Turklāt parastā starojuma refrakcijas indekss (skaitlis, kas nosaka katrai videi raksturīgo lieces leņķi) ir nemainīgs visos virzienos; ārkārtas starojuma refrakcijas koeficients mainās atkarībā no virziena, jo tam ir komponenti, kas ir gan paralēli, gan perpendikulāri kristāla optiskajai asij. Tā kā gaismas viļņu ātrums vidē ir vienāds ar to ātrumu vakuumā, kas dalīts ar šī viļņa garuma refrakcijas indeksu, ārkārtas stars var kustēties ātrāk vai lēnāk nekā parasts stars.

Visiem caurspīdīgajiem kristāliem, izņemot kubiskās sistēmas kristālus, kuri parasti ir optiski izotropiski, ir divkāršas refrakcijas parādība: papildus kalcītam daži labi zināmi piemēri ir ledus, vizla, kvarcs, cukurs un turmalīns. Citos materiālos īpašos apstākļos var kļūt divvērtīgi bojājumi. Piemēram, šķīdumiem, kas satur garās ķēdes molekulas, plūstot, notiek divkārša refrakcija; šo parādību sauc par straumējošu divkāršu pārkāpumu. Plastmasas materiāli, kas veidoti no garu ķēžu polimēru molekulām, arī saspiežot vai izstiepjot, var kļūt divkārši refrakcijas; šo procesu sauc par fotoelastību. Dažiem izotropiem materiāliem (piemēram, stiklam) var būt divkārša noārdīšanās, ievietojot tos magnētiskajā vai elektriskajā laukā vai pakļaujot ārējam spriegumam.