Подвійне променезаломлення, розщеплювання пучка світла в анізотропному середовищі (наприклад, в кристалі) на два що складають, поширюються з різними швидкостями і поляризованих в двох взаємно перпендикулярній плоскості. Д. л. вперше виявлено і описано професором Копенгагенського університету Е. Бартоліном в 1669 в кристалі ісландського шпату . Якщо світловий пучок падає перпендикулярно до поверхні кристала, то він розпадається на 2 пучки, один з яких продовжує дорогу без заломлення, як і в ізотропному середовищі, інший же відхиляється убік, порушуючи звичайний закон заломлення світла (мал.). Відповідно цьому промені першого пучка називаються звичайними, другого — незвичайними. Кут, що утворюється звичайним і незвичайним променями, називається кутом Д. л. Якщо в разі перпендикулярного падіння пучка повертати кристал довкола пучка, то слід звичайного променя залишається на місці, в центрі, а слід незвичайного променя обертається по кругу.
Д. л. можна спостерігати і при похилому падінні пучка світла на поверхню кристала. У ісландському шпаті і деяких ін. кристалах існує лише одне напрям, уздовж якого не відбувається Д. л. Воно називається оптичною віссю кристала, а такі кристали — одноосними (див. також Крісталлооптіка ) .
Напрям коливань електричного вектора в незвичайного променя лежить в плоскості головного перетину (що проходить через оптичну вісь і світловий промінь), яка є плоскістю поляризації. Порушення законів заломлення в незвичайному промені пов'язане з тим, що швидкість поширення незвичайної хвилі, а, отже, і її показник заломлення n е залежать від напряму. Для звичайної хвилі, поляризованої в плоскості, перпендикулярній головному перетину, показник заломлення n про однаковий для всіх напрямів. Якщо з крапки Про (див. мал. ) відкладати вектори, довжини яких дорівнюють значенням n е і n про в різних напрямах, то геометричні місця кінців цих векторів утворюють сферу для звичайної хвилі і еліпсоїд для незвичайної (поверхні показників заломлення).
З таблиці. видно, що Д. л., що характеризується величиною і знаком D, може бути позитивним і негативним. Відповідно до цього розрізняють позитивні і негативні (одноосні) кристали.
Кристал
n 0
n e макс
D = n e макс - n 0
Ісландський шпат
1,65836
1,48639
-0,17197
Кварц
1,5442
1,5533
+0,0091
Каломель
1,9733
2,6559
+0,6826
Натрієва селітра
1,587
1,336
-0,251
В прозорих кристалах інтенсивності звичайного і незвичайного променів практично однакові, якщо падаюче світло було природним. Виділивши діафрагмою один з променів, що вийшли при Д. л., і пропустивши його через другий кристал, можна знову отримати Д. л. Проте інтенсивності звичайного і незвичайного променів в цьому випадку будуть різні, оскільки падаючий промінь поляризований. Відношення інтенсивностей залежить від взаємної орієнтації кристалів — від кута j, що утворюється плоскістю головних перетинів того і іншого кристала (плоскість, що проходить через оптичну вісь і світловий промінь). Якщо j = 0° або 180°, то залишається лише звичайний промінь. При j = 90°, навпаки, залишається лише промінь незвичайний. При j = 45° інтенсивність обох променів однакова.
В загальному випадку кристал може мати дві оптичні осі, тобто два напрями, уздовж яких Д. л. відсутній. У двоосних кристалах обидва світивши що з'являються при Д. л., поводяться, як незвичайні.
Вимір D в тих випадках, коли Д. л. велике, може бути здійснено безпосереднім визначенням показників заломлення за допомогою призм або спеціальних крісталлорефрактометров, що дозволяють робити виміри n у різних напрямах. У багатьох випадках (особливо для тонких шарів анізотропних тіл), коли просторове розділення двох променів настільки мало, що виміряти n і n е неможливе, виміри робляться на підставі спостереження характеру поляризації світла при проходженні його через шар анізотропної речовини.
Д. л. пояснюється особливостями поширення електромагнітних хвиль в анізотропних середовищах. Електричне поле світлової хвилі E, проникаючи в речовину, викликає вимушені коливання електронів в атомах і молекулах середовища. Електрони, що коливаються, в свою черга, є джерелом вторинного випромінювання світла. Т. о., проходження світлової хвилі через речовину — результат послідовного перєїзлученія світла електронами. У анізотропній речовині вагання електронів легше збуджуються в деяких певних напрямах. Тому хвилі з різною поляризацією поширюватимуться в анізотропній речовині з різними швидкостями.
Окрім кристалів, Д. л. спостерігається в штучно анізотропних середовищах (у стеклах, рідинах і ін.), поміщених в електричне поле (див. Керр ефект ) , в магнітне поле (див. Коттона — Мутону ефект ) , під дією механічної напруги (див. Фотопружна ) і тому подібне В цих випадках середовище стає оптично анізотропною, причому оптична вісь паралельна напряму електричного поля, магнітного поля і тому подібне
Літ.: Ландсберг Р. С., Оптика, 4 видавництва, М., 1957 (Загальний курс фізики, т. 3); Поль Р. Ст, Оптика і атомна фізика, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1966.
