Объяснение двойного лучепреломления

Двойное лучепреломление есть следствие анизотропии (зависимости от направления) диэлектрической проницаемости среды . Из анизотропии следует, что электромагнитным волнам с различным направлением распространения (а значит и различной ориентацией вектора волны) соответствуют различные скорости ( ). Опыт показывает, что для большинства одноосных кристаллов скорость волны максимальна при таком направлении распространения, при котором вектор волны перпендикулярен главной оптической оси кристалла и минимальна, если . При других направлениях распространения скорость волны имеет промежуточные значения.

Из перечисленных свойств следует, что можно определить форму фронта обыкновенной и необыкновенной волн и направления распространения их в среде. Проделаем это.

Определение формы фронта обыкновенной и необыкновенной волн

Обыкновенная волна

На рис. 4 изображен источник S обыкновенной волны в среде с двойным лучепреломлением. Показаны направления главной оптической оси среды и три из возможных (1, 2, 3) направлений распространения волны. Точками на лучах отмечены векторы этих волн. Из рисунка видно, что для волн всех направлений вектор перпендикулярен главной оптической оси. Тогда из свойств анизотропии следует, что

Рис. 4. Распространение обыкновенной волны в среде

обыкновенные волны во всех направлениях распространяются с одинаковой скоростью и потому фронт обыкновенной волны — сфера.