О свойствах минералов.
В оптически положительных одноосных кристаллах необыкновенный луч имеет наибольшую скорость, равную скорости луча обыкновенного, распространяясь вдоль оптической оси (оси с кристалла), — т.е. в том случае, когда он и ведет себя во всех отношениях как обыкновенный луч. В этом направлении переменный показатель преломления необыкновенного луча понижается до своего минимального значения, равного показателю преломления обыкновенного луча. А максимальное значение показателя преломления необыкновенного луча у оптически положительных одноосных кристаллов соответствует его распространению в плоскости, перпендикулярной оптической оси (оси с кристалла); в этой плоскости скорость распространения необыкновенного луча постоянна и в таких кристаллах минимальна. В оптически отрицательных одноосных кристаллах наблюдается, естественно, обратная картина: вдоль оси с (оптической оси) необыкновенный луч распространяется с наименьшей скоростью, т.е. имеет наибольший показатель преломления (равный опятьтаки показателю преломления обыкновенного луча), а в плоскости, перпендикулярной оптической оси, — с постоянной и максимальной скоростью, т.е. его показатель преломления в этой плоскости — самый низкий по сравнению с показателем преломления обыкновенного луча. Явление раздвоения светового луча в кристаллах с возникновением двух лучей, имеющих разные скорости распространения, носит название "двойное лучепреломление", или (чаще употребляемое) двупреложение. Разность показателей преломления обоих лучей (пе—п0 для положительных и п0—пе для отрицательных одноосных кристаллов, причем в первом случае принимается во внимание максимальное значение показателя преломления необыкновенного луча, а во втором — минимальное) характеризует силу двупреломления. Явление двупреломления нагляднее всего наблюдается на классическом примере исландского шпата — прозрачных крупных кристаллов кальцита (точнее, их спайных выколков по ромбоэдру). Если положить спайный ромбоэдр исландского шпата на лист бумаги с какимлибо текстом или рисунком и посмотреть на них сквозь грань ромбоэдра, то мы увидим, что строки текста или линии рисунка раздваиваются, причем одна строка (линия) располагается выше, другая — ниже (рис. 3.2); при повороте ромбоэдра верхнее изображение (создаваемое обыкновенными лучами) остается неподвижным, а нижнее вращается около него, поскольку оно создается лучами необыкновенными. Кальцит — одноосный оптически отрицательный минерал, и скорость распространения в нем необыкновенных лучей больше, чем обыкновенных; поэтому изображение, создаваемое первыми, располагается ниже, а создаваемое вторыми — выше. Если же вырезать из исландского шпата пластинку, перпендикулярную оси с, и поглядеть сквозь нее на тот же текст или рисунок, то никакого их удвоения или перемещения не наблюдается: ведь вдоль оптической оси все лучи проходят как обыкновенные. Однако, бросив косой взгляд (под углом к направлению оси с), мы вновь обнаружим оба проявления двупреломления. А если пластинку вырезать параллельно оси с, так, чтобы луч зрения был ориентирован по направлению, ей перпендикулярному, то, хотя в этом случае и возникает удвоение изображения (причем максимальное), но располагаются оба они строго одно над другим, т.е. перекрываются, и чтобы заметить удвоение, придется опятьтаки изменить угол зрения. В количественном отношении двупреломление минералов удобно подразделять на низкое (слабое) — менее 0,010; среднее — от 0,010 до 0,050; высокое (сильное) — от 0,050 до 0,10; и весьма высокое (очень сильное) — более 0,10. Кальцит обладает весьма высоким двупреломлением (0,172), благодаря чему раздвоение изображения у исландского шпата и выражено столь резко. Из исландского шапата изготовляли (да и сейчас иногда изготовляют) поляризующие свет призмы (призмы Николя, в обиходе — николи) для исследовательских поляризационных микроскопов; впрочем, нынче для этого чаще употребляют особые пленки — поляроиды.
Двупреломление в спайном ромбоэдре исландского шпата (оптического кальцита)
<1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> <18> <19> <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27>