هیجان با نور و لیزر
بلورهای دوشکستی (اپتیک محیط های ناهمسانگرد)


بلورهای دو شکستی

 

بلورهایی مانند کلسیت که در آنها شکست دوگانه رخ میدهد، بلورهای دوشکستی نامیده میشوند. فرض کنید در یک لحظه در مرکز یک بلور دو شکستی , یک جرقه ای نورانی ایجاد شده و بلافاصله از بین برود . نور حاصل از این جرقه در محیط اطرافش به سرعت گسترده خواهد شد. اگر بعد از چند لحظه بتوانیم  این گستردگی نور را در بلور دوشکستی ببینیم، مشخص می شود که نور آن جرقه کوچک به دو صورت در محیط پراکنده شده است. یکی به صورت یک سطح کروی که هر لحظه بزرگتر می شود. این بدین معناست  که نور در تمام راستاهای این محیط با یک سرعت ثابت پراکنده می شود و دیگری به صورت یک بیضوی منتشر میشود یعنی نور در بعضی راستاها سریعتر از بعضی راستاهای دیگر پراکنده شده است. از آنجا که سرعت نور با ضریب شکست محیط رابطه دارد بنابراین میتوان گفت که برای سطح کروی در تمام راستاها می توان یک ضریب شکست در نظر گرفت که به ضریب شکست عادی معروف است , اما در مورد سطح بیضوی چون سرعت در راستاهای مختلف، متفاوت است بنابراین ضریب شکست نیز متفاوت خواهد بود . با توجه به راستای پرتو وارد شده به بلور، راستای خاصی در سطح بیضوی انتخاب می شود به این ترتیب می توان به نور وارد شده یک ضریب شکست نسبت داد که به ضریب شکست غیر عادی معروف است. اندازه ضریب شکست غیر عادی با توجه به راستای ورودی متفاوت خواهد بود.

                  بلورهای دوشکستی-کلسیت.pngبلورهای دوشکستی1.gif

اگر سطح کروی و بیضوی در یک راستا بر هم مماس باشند , به آن راستا محور نوری گفته می شود و  آن بلور را , بلور تک محور می نامند. چنانچه باریکه نور در راستای محور نوری وارد بلور شود ضریب شکست  عادی و غیر عادی با هم یکی بوده و نور تابیده شده به بلور به یک باریکه شکسته خواهد شد. هنگامي که نور از این بلورها عبور کند ابتدا نوسان ميدان الکتريکي آن در دو راستاي عمود برهم تجزيه مي شود. نوسانات در  اين دو راستا در بلور باسرعت هاي متفاوتي حرکت خواهند کرد و اين بدان معناست که اين دو نوسان با ضريب شکست هاي متفاوتي در بلور روبرو شده اند.(به اين نکته که ضريب شکست يک ماده براي طول موجهاي مختلف فرق مي کند هم توجه داشته باشيد!) به همین علت زاويه شکست آنها باهم فرق داشته و اين دو مولفه عملا از هم جدا مي شوند . بعنوان مثال اگر نوري با قطبش دايره اي به چنين بلور ي بتابد، نور عبوري از آن، دودسته پرتو با قطبشهاي خطي عمود برهم خواهد بود . این مطلب برای سایر پرتوها نیز صادق است بطوریکه میتوانیم بگوییم در کل هر نوع نوري که به یک بلور دوشکستی بتابانيم، به دو دسته پرتو با قطبش عمود بر هم تجزيه خواهد شد. به همین دلیل است که وقتی از پشت چنين بلور هايي به نوشته اي نگاه کنيد، آن را دوتا مي بينيد. از این خاصیت بلورهای دوشکستی برای تولید نور قطبیده استفاده میشود. البته نکته اي که در زمان استفاده از اين بلورها باید به آن توجه کرد اين است که فاصله دو پرتو خروجی از یکدیگر کم است و براي استفاده از نور قطبيده خروجي از اين بلورها معمولا باید با روشی خاص (مثل استفاده از بازتاب کلي) فاصله بين اين دو پرتو را زياد کرد.



Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی