Отражение и преломление света

Когда луч света падает наклонно к поверхности раздела двух сред (твердой – кристалл и газообразной – воздух), часть света отражается в обратном направлении (отраженный луч), а другая часть проникает внутрь этого тела (преломленный луч). Угол падения луча (i) равен углу отражения, они лежат в одной плоскости. Луч, проникающий внутрь твердой среды (кристалла) называют преломленным, т.к. его путь отклоняется от продолжения падающего луча. Его характеризуют углом преломления – r.

Угловые соотношения между падающим и преломленным лучами выражают через показатель преломления:

который равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления.

Показатель преломления можно также выразить через отношение скорости распространения света в воздухе и в данном твердом теле:

Поскольку скорость распространения света в воздухе всегда больше чем в любом твердом теле, а угол преломления всегда меньше угла падения, то показатель преломления всегда больше 1 и лежит в пределах от 1,4 до 2,0. Показатель преломления – постоянная величина для данного вещества.

Оптические свойства минералов тесно связаны с его кристаллической структурой. В минералах кубической сингонии скорость света одинакова во всех направлениях, следовательно, показатель преломления также не зависит от направления в кристалле и имеет единственное значение. Такие тела называют оптически изотропными. Естественный свет, проходя через изотропные вещества, не поляризуется.

В минералах более низких сингоний скорость света зависит от направления, и такие минералы называются оптически анизотропными. Свет поляризуется.

Луч света, проникающий в анизотропное твердое тело, расщепляется на два луча с взаимно перпендикулярными направлениями световых колебаний. Эти два луча, как правило, распространяются с разными скоростями, поэтому для них показатели преломления различны. Луч с постоянной скоростью распространения называют обыкновенным. Ему соответствует постоянный или обыкновенный показатель преломления n_o. Луч с изменчивой скоростью распространения называют необыкновенным,и ему соответствует изменяющийся показатель преломления, который обозначается n_е. Если показатель преломления обыкновенного луча больше, чем необыкновенного, минерал называют оптически отрицательным, если наоборот, то оптически положительным.

Разность между максимальным и минимальным значениями показателей преломления называют двупреломлением или двойным светопреломлением. У большинства минералов эта величина мала, например, у кварца 0,009 и ее нельзя обнаружить без соответствующих приборов. Но в отдельных минералах, например, в кальците (исландском шпате), эта разность достаточно высока (0,172) и эффект двупреломления наблюдается невооруженным взглядом. Через прозрачный, спайный выколок исландского шпата отчетливо видны два изображения, видно, что одно изображение остается неизменным, а другое перемещается.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 251; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!