Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.15: Подвійне заломлення

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    36882

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Деякі дорогоцінні камені мають більше одного показника заломлення (RI), оскільки ці камені належать до кристалічних систем (анізотропних), які мають атомні структури, які змушують падаючий промінь світла вирішуватися на два промені, що рухаються з різними швидкостями. Ця різниця, пов'язана зі швидкостями, носить назву «двопроменезаломлення». Коли два промені змінюють напрямок руху (тобто заломлюються) і рухаються в різні боки, це явище називається «подвійним заломленням». Чисельна різниця між одним значенням RI та іншим значенням RI, виміряним у будь-якому випадку, називається «подвійним заломленням» для цього тесту, а різниця між максимально можливим RI та найнижчим можливим RI з урахуванням усіх можливих напрямків називається подвійним заломленням дорогоцінного каменю.

    Заломлення - це коли світло змінює напрямок, коли воно проходить через поверхню. Refringence - це коли світло змінює швидкість, коли воно проходить через поверхню. Світло, що проходить через поверхню в нормі, може сповільнюватися без заломлення. Світло, що проходить через поверхню під нахилом, дозволяє уповільненню цього світла змінювати напрямок руху, даючи заломлення. Дволучепреломляющие матеріали сповільнюють світло до двох різних швидкостей (відповідно до кожної з двох взаємно перпендикулярних напрямків вібрації). Коли світло рухається в циркон через призму обличчя кристала, вібрації сортуються на дві частини, і кожна вібрація рухається з різною швидкістю. Якщо світло потрапляє під косим кутом, кожна вібрація змінює напрямок і рухається по стежках, що відрізняються від вихідного шляху І відрізняються один від одного. Це подвійне заломлення, викликане подвійним заломленням. Якщо світло потрапляє нормально на грань призми, кожна вібрація рухається з різною швидкістю, але заломлення не відбувається. Обидві вібрації падали перпендикулярно хвильовому фронту, тому зміна швидкості не спричиняє зміни напрямку. У цьому напрямку світло відчуває нульове заломлення і максимальне подвійне заломлення.

    Базовий

    Файл: Подвійне заломлення.png

    Рисунок\ (\ pageIndex {1} |): Інцидентний промінь розділений на звичайний промінь (ω) і надзвичайний промінь (ε)

    Коли промінь світла потрапляє в дорогоцінний камінь, атомна структура дозволяє продовжувати лише тим променям, що вібрують у двох конкретних напрямках.
    Ці два промені вібрують у площинях, які взаємно перпендикулярні і тому поляризовані. Обидва ці промені подорожують з різною швидкістю всередині дорогоцінного каменю і, таким чином, заломлюються під різними кутами при падінні, крім паралельного нормальному.

    Сила дволучезаломлення (BI) змінюється в залежності від напрямку і вимірюємо максимальну BI (Δ).
    Ці максимальні значення відрізняються від одного дорогоцінного каменю до іншого. Наприклад:

    • Сильний БІ - циркон (0.059)
    • Середній BI - турмалін (0,020)
    • Низький BI - кварц (0.009)


    У одновісних дорогоцінних каменях один промінь буде вібрувати в напрямку, перпендикулярному оптичній осі і буде підкорятися закону Снелла (можна обчислити його кут заломлення). Цей промінь називається звичайним променем (зазвичай позначається ω). Інший промінь вібрує перпендикулярно вібрації першого променя і в напрямку між перпендикулярно і паралельно оптичній осі (зазвичай при деякому нахилі) і тому не підкоряється закону Снелла (тобто кут заломлення буде змінюватися залежно від кута вібрації). Цей промінь називається надзвичайним променем (позначається ε).

    Максимальна різниця RI між цими двома променями носить назву «двопроменезаломлення», часто позначається символом «Δ» (грецька буква дельта). Ця різниця найбільша, коли світло потрапляє в дорогоцінний камінь під кутом, перпендикулярним оптичній осі. Коли світло потрапляє в самоцвіт під кутом, паралельним оптичній осі, дволучезаломлення буде дорівнює 0 (нулю).
    Хоча в геммології термін «подвійне заломлення» зазвичай вказує на максимальну різницю між звичайними і надзвичайними променями (або показаннями α і γ у двовісних каменях), термін також застосовується до будь-яких варіацій показників заломлення. Не тільки максимум.

    У гранованих каменів сильне подвійне заломлення може привести до візуального подвоєння граней, що спостерігається у великої кількості цирконів. Хоча BI знаходиться на максимумі, якщо дивитися в напрямку, перпендикулярному оптичній осі, подвоєння граней в цьому напрямку не буде видно через накладення.

    Коли аністропічний камінь досліджується в напрямку, паралельному оптичній осі, камінь буде вести себе як істропічний дорогоцінний камінь. Тому в цьому напрямку також не буде видно подвоєння граней.

    Дорогоцінні камені, що належать до кубічної кристалічної системи та аморфні дорогоцінні камені, мають лише один RI і тому не виявляють подвійного заломлення; всі інші дорогоцінні камені роблять.
    Одновісні камені (ті, що кристалізуються в тригональній, гексагональній і тетрагональній системах) покажуть два показання і мають одну оптичну вісь.
    Двовісні дорогоцінні камені (орторомбічні, моноклінічні та триклінічні системи) мають два напрямки, в яких падаюче світло реагуватиме так, ніби воно ізотропне і тому матиме дві оптичні осі.

    Джерела

    • Річард Картьє - Нове визначення оптичних осей для геммології та чотирьох видів оптичних осей, Журнал геммології, Том 29 № 4 (жовтень 2004) с. 228 - 234
    • Річард Картьє - Журнал геммології, 2003, Том 28, немає. 8, с. 489-493
    • Річард Картьє - Журнал геммології, 2002, Том 28, немає. 4, с. 223-226
    • Геммологія 3-е видання (2005) - Пітер Читати