Изображения страниц
PDF
[blocks in formation]

подъ вліяніемъ давленія и перемѣнъ температуры. Возникновеніе двойниковаго расположенія недѣлимыхъ подъ вліяніемъ давленія въ первый разъ было замѣчено на кальцитѣ. Какъ показали Пфаффъ и Рéйшъ, кристаллъ кальцита отъ давленія обнаруживаетъ пластинчатое сложеніе, при чемъ пластинки располагаются въ двойниковомъ положеніи, параллельно плоскости отрицательнаго ромбоэдра — Ч. К.; послѣдняя является двойниковою плоскостью и плоскостью сростанія. П. Земятченскій. войникъ 1) —- см. Бочарныя издѣлія (ГV, 512).—2) Д. см. Доска Тесъ.—3) Общій коконъ; свитый двумя гусеницами тутоваго шелкопряда; онъ негоденъ для размотки на шелкъ, но послѣ разрѣзки вычищается отъ хризалидъ, вываривается какъ попорченный или проѣденный коконъ и идетъ на приготовленіе ваты; см. Коконъ. — 4) Двоень — см. улей. Двойное лучепреломленіе.–Прозрачный кристаллъ минерала, называемаго исландскимъ шпатомъ (известковый шпатъ, кальцитъ), будучи положенъ на рисунокъ или чертежъ, показываетъ ихъ линіи раздвоенными. Покрывая одну грань такого кристалла непрозрачной пластинкой, въ которой сдѣланъ круглый проколъ и глядя съ противоположной грани на свѣтъ чрезъ это отверстіе, можно видѣть два свѣтлыхъ кружка, которые отстоятъ другъ отъ друга, тѣмъ значительнѣе, чѣмъ толще кристаллъ *). Кристаллы, представляющіе явленіе раздвоенія луча, называются двупреломляющими; кри

*) Можно также разсматривать чрезъ кристаллъ точку или линію, находящіяся въ нѣкоторомъ разстояніи за кристалломъ. Глазъ наблюдателя можетъ быть приложенъ къ грани кристалла или удаленъ отъ нея; раздвоеніе всегда видно, но въ общемъ ходѣ лучей есть нѣкоторыя усложненія сравнительно съ описаннымъ въ этой статьѣ,

сталлы всѣхъ системъ, кромѣ правильной (см. Кристаллографія), обладаютъ двойнымъ лучепреломленіемъ. Въ разсказанномъ опытѣ лучъ свѣта, вступая чрезъ малое отверстіе въ кристаллъ, раздвояется въ немъ и остается раздвоеннымъ по выходѣ изъ кристалла чрезъ его противоположную грань. Двѣ образовавшіяся въ кристаллѣ части луча обладаютъ неодинаковыми свойствами; одна изъ нихъ при входѣ въ кристаллъ и при выходѣ изъ него слѣдуетъ обыкновеннымъ законамъ преломленія свѣта въ некристаллическихъ тѣлахъ (въ стеклѣ, водѣ и др.) и потому называется обыкновеннымъ лучемъ. Плоскость, содержащая направленный къ кристаллу лучъ и перпендикуляръ, возставленный къ грани кристалла въ точкѣ входа въ нее луча, называемая плоскостью паденія луча, достаточно продолженная, содержитъ въ себѣ и преломленный въ кристаллѣ и выходящій изъ кристалла лучи. Не то представляетъ другая часть раздвоившагося луча, которая въ кристаллѣ и по выходѣ изъ него лежитъ въ плоскости, вообще составляющей нѣкоторый уголъ съ плоскостью паденія луча. По причинѣ такого необыкновеннаго преломленія луча ему и дано названіе необыкновеннаго. Образовавшіеся два луча различаются между собою еще тѣмъ, что обыкновенный лучъ имѣетъ постояннаго показателя преломленія, каково бы ни было направленіе падающаго луча, а показатель необыкновеннаго луча не только неодинаковъ при различныхъ плоскостяхъ паденія луча, но непостояненъ даже при измѣненіи угла паденія луча въ одной и той же плоскости, за исключеніемъ одной (см. ниже). Исландскій шпатъ кристаллизуется въ формѣ ромбоэдра (см. черт. 11). Линія, соединяющая вершины двухъ противоположныхъ тѣлесныхъ угловъ, составленныхъ каждый тремя тупыми плоскостными углами ромбическихъ граней, называется осью кристалла. Всякій лучъ, который послѣ преломленія направится по оси кристалла или по направленію, ей параллельному, не раздвояется. Ось кристалла и всякая линія, ей параллельная, называется оптическою осью кристалла; плоскость, проведенная чрезъ оптическую ось перпендикулярно къ грани кристалла, называется главнымъ сѣченіемъ кристалла. Если плоскость паденія луча совпадаетъ съ главнымъ сѣченіемъ кристалла и направленіе преломленнаго луча не совпадаетъ съ осью кристалла, то происходитъ раздвоеніе луча, но обѣ части его остаются въ главномъ сѣченіи. Въ случаѣ паденія луча въ плоскости, перпендикулярной оси, обѣ части луча, и обыкновенная и необыкновенная, также остаются въ этой плоскости и, кромѣ того, необыкновенный имѣетъ въ этой плоскости (и только въ ней одной) постояннаго показателя прелом

. ленія. Его численная величина есть 1,48654

а луча обыкновеннаго.—165846"); въ другихъ

*) Это суть показателя переломленія желтооранжевыхъ лучей (линія D) по измѣреніямъ Маскара. Для линія А (въ темнoкрасной части спектра) показатели, преломленія необыкновеннаго и обыкновеннаго лучей суть: 148285 и 1„65012; для крайняго фіолетоваго (линія Н) 1,4чт17 и 168ззо.

доскостяхъ паденія необыкновенный лучъ имѣетъ для каждаго угла паденія особеннаго показателя преломленія, котораго численная величина заключается между вышепоказанными. На какую бы грань кристалла не падалъ гучъ и какое бы направленіе онъ ни имѣлъ, всегда, въ случаѣ раздвоенія луча, изъ другой грани, если она параллельнапервой, выходятъ лучи обыкновенный и необыкновенный, параллельныe падающему лучу. Образующіеся раздвоеніемъ падающаго луча (для опредѣлительности, положимъ, что падаетъ солнечный лучъ), лучи обыкновенный и необыкновенный обладаютъ еще другими особенными свойствами, отличающими ихъ и отъ падающиго луча и между собою. Солнечный лучъ при всякихъ направленіяхъ паденія на грань кристалла выходитъ изъ другой грани, параллельной шервой, въ видѣ двухъ лучей, сила свѣта каждаго изъ которыхъ равна половинѣ силы свѣта луча до раздвоенія (если не считать нѣкоторой потери при отраженіяхъ отъ граней кристалла). Обыкновенный же или необыкновенный лучи, каждый отдѣльно принятый на (второй) кристаллъ исландскаго шпата, хотя вообще и раздѣляются–кажлый на два луча, но вновь образовавшіяся части вообще не имѣютъ равной силы свѣта. Такое равенство обнаруживается, однако, въ томъ случаѣ, когда плоскость главнаго сѣченія второго кристалла составляетъ уголъ въ 45? (или 45-1-90, или 45-1-180, или 45-1-270) съ главнымъ сѣченіемъ кристалла, изъ котораго вышли лучи обыкновенный и необыкновенный. Эта новая особенность обоихъ лучей (измѣняемость силы свѣта цри измѣненіи угла между сѣченіями кристалловъ), пріобрѣтенная ими при раздвоеніи, называется поляризаціей, а сами лучи — поляризованными. Изъ второго кристалла, при паденіи на него обыкновеннаго и необыкновеннаго лучей, выходятъ 4 луча, имѣющіе одинаковую силу свѣта при сказанномъ относительномъ положеніи главныхъ сѣченій аристалловъ. Принимая эти 4 луча на третій кристаллъ, котораго главное сѣченіе составляетъ уголъ въ 45? съ главнымъ сѣченіемъ второго кристалла, можно увидѣть, что изъ третьяго луча выходятъ 8 лучей одинаковой силы. Со всякимъ новымъ кристалломъ происходитъ новое удвоеніе числа лучей, но каждый изъ нихъ будетъ вдвое слабѣе прежнихъ. При этомъ всегда половинное число лучей будетъ имѣть свойства обыкновеннаго луча, а другая-свойства необыкновеннаго. Дальнѣйшее различіе между лучами обыкновеннымъ и необыкновеннымъ обнаруживается при дальнѣйшемъ ихъ изслѣдованіи двойнымъ лучепреломленіемъ въ кристаллахъ, или отраженіемъ отъ зеркала и другими споЕ"""""”"": изслѣдованій отдѣляютъ одинъ лучъ отъ другого, удерживая тотъ или другой непрозрачной пластинкой, или употребляя для этого поляризующія призмы (см. это слово, а также Вращеніе плоскости поляризаціи).

Общій ходъ явленій при употребленіи двухъ кристалловъ исландскаго шпата заключается въ слѣдующемъ. Если главное сѣченіе второго кристалла, составляетъ продолженіе такого же

сѣченія перваго или оба параллельны между собою, то два луча переходятъ изъ перваго кристалла во второй безъ новаго раздвоенія. Раздвоеніе обнаруживается уже при небольшомъ поворотѣ одного изъ кристалловъ, слѣдовательно при небольшомъ "углѣ между ихъ главными сѣченіями. При этомъ лучи каждой новой пары (одной, образовавшейся изъ обыкновеннаго, другой–изъ необыкновеннаго) не будутъ равной силы свѣта, но сравняются" въ этомъ отношеніи при углѣ поворота въ 45, при чемъ одинъ изъ лучей ослабѣваетъ, а другой усиливается, Съ увеличеніемъ угла поворота продолжаетъ ослабѣвать одинъ лучь и усиливаться другой, т. е. они опять становятся неравными. При достиженіи прямого угла между главными сѣченіями изъ каждой пары остается только по одному лучу, но за прямымъ угломъ опять появляются двѣ пары, состоящія изъ лучей неравной силы. Во второй четверти полнаго оборота происходятъ измѣненія, Т подобныя прежнимъ, и т. д. Во время полнаго поворота одного изъ кристалловъ не происходитъ новаго удвоенія лучей при углахъ между сѣченіями кристалла въ О", 909, 1809, 2709.

Въ исландскомъ шпатѣ, какъ и во многихъ другихъ кристаллахъ, только въ одномъ направленіи (но не по одной линіи) лучъ не разДВОЯеТСЯ; Въ НИхъ есть только одна ось симметріи, и такіе кристаллы называются одноосными. Въ однихъ одноосныхъ кристаллахъ показатель преломленія необыкновеннаго луча меньше показателя обыкновеннаго; это–отрицательные кристаллы (исландскій шпатъ); въ другихъ одноосныхъ-наоборотъ (цирконъ). См. ниже табл. кристалловъ.

Въ двуосныхъ кристаллахъ имѣются два направленія, по которымъ не обнаруживается раздвоенія луча (топазъ), но изъ образующихся по другимъ направленіямъ двухъ лучей ни одинъ не слѣдуетъ законамъ правильнаго преломленія. Однако, въ кристаллѣ могутъ быть проведены двѣ, взаимно - перпендикулярныя плоскости; въ одной изъ нихъ одинъ изъ лучей слѣдуетъ обоимъ законамъ правильнаго преломленія, въ другой же плоскости правильно преломляется только другой лучъ. Показатель преломленія одного луча не равенъ показателю преломленія другого. Во всѣхъ другихъ плоскостяхъ оба луча, выходятъ изъ плоскости паденія луча и не имѣютъ постоянныхъ показателей преломленія. Линія, раздѣляющая уголъ между осями пополамъ, называется среднею линіею; линія, раздѣляющая другой уголъ (дополнительный къ первому до двухъ прямыхъ) между осями, есть дополнительная. Средняя и дополнительная линія взаимно перпендикулярны и лежатъ въ одной плоскости съ осями кристалла. Плоскость, проведенная чрезъ среднюю линію, перпендикулярно къ общей плоскости осей, назыв. среднимъ сѣченіемъ; проведенная чрезъ дополнительную линію плоскость, перпендикулярная первой проведенной плоскости есть дополнительное сѣченіе. Въ этихъ именно двухъ сѣченіяхъ происходитъ правильное преломленіе, въ первомъ–одного, а во второмъ–другого луча.

Уголъ между оптическими осями какого-нибудь кристалла имѣетъ неодинаковую величи

ну для лучей различной преломляемости (и разнаго цвѣта), т. е. существуетъ дисперсіялучей. Въ однихъ кристаллахъ уголъ между осями! для красныхъ лучей больше угла для фіолетовыхъ лучей, въ другихъ—наоборотъ (черт. 1). Уголъ между осями для одного и того же цвѣта неодинаковъ въ различныхъ кристаллахъ (см. ниже табл. кристалловъ). Измѣреніе угловъ между оптическими осями основано на наблюденіи фигуръ, появляющихся въ полѣ зрѣнія поляризаціонныхъ приборовъ (см.), гдѣ между поляризующею и анализирующею частями ихъ помѣщается кристаллъ, подлежащій изслѣдованію. Появленіе этихъ фигуръ есть одно изъ явленій цвѣтной или хроматической поляризаціи (см.). Преломленіе въ двуосныхъ кристаллахъ поляризуетъ лучи при раздвоеніи подобно тому, какъ и въ кристаллахъ одноосныхъ; но явленія поляризаціи здѣсь сложнѣе, чѣмъ Въ ИСЛандскомъ шпатѣ. Двуосные кристаллы представляютъ кромѣ того, еще особый случай преломленія и поля5 19994494499ющій лучъ не остач. 1. сыщешь нынѣ. 9994-94999999499 женіе двуосн. присталла; к «Го. при выходѣ изъ кри4499--положеніе учености сталла, но и не раз****** *** давеча, а глаза. етъ полый свѣтовой конусъ, который, будучи принятъ на бумагу, образуетъ на ней свѣтлое кольцо. Это, такъ наз. коническое лучепреломленіе (см.), было найдено въ кристаллахъ аррагонита Лойдомъ, по указаніямъ Гамильтона, кот. на основаніи математическаго изслѣдованія движенія свѣтовыхъ лучей въ двуосныхъ кристаллахъ, предсказалъ существованіе коническаго преломленія при извѣстномъ направленіи падающихъ на кристаллъ лучей. Коническое лучепреломленіе сопровождается и особенною поляризаціей. Причины двойного лучепреломленія. Двупреломляющіе кристаллы представляютъ многія физическія особенности; ихъ теплопроводность, электропроводность, упругость, частичное сцѣпленіе неодинаковы по различнымъ направленіямъ въ противуположность тѣламъ аморфнымъ, или кристалламъ правильной системы, въ которыхъ скорость распространенія тепла и электричества, а также упругость независимы отъ направленія (см. Кристаллъ). Въ этихъ послѣднихъ тѣлахъ и скорость распространенія свѣта по всѣмъ направленіямъ одинакова, тогда какъ въ двупреломляющихъ кристаллахъ—различна. Въ пользу послѣднихъ заключеній есть, кромѣ аналогій, еще и прямыя доказательства. Скорость распространенія свѣта (см.), по непосредственнымъ измѣреніямъ, больше въ воздухѣ, чѣмъ въ водѣ въ отношеніи 4 къ 3; это отношеніе 1), есть въ тоже время показатель преломленія (см.) свѣта въ водѣ. Вообще можно заключить, согласно и съ установившимися теоретическими взглядами на распространеніе свѣта, что,

чѣмъ болѣе показатель преломленія свѣта въ какой-нибудь средѣ, тѣмъ менѣе въ ней скорость распространенія свѣта. Въ исландскомъ шпатѣ постоянный показатель преломленія обыкновеннаго луча больше перемѣннаго показателя необыкновеннаго луча; слѣдовательно, обыкновенный лучъ распространяется въ исландскомъ шпатѣ медленнѣе необыкновеннаго луча. Точнѣе: свѣтовая волна обыкновеннаго луча движется скорѣе волны необыкновеннаго луча. Свѣтовыя волны происходятъ, по теоріи, отъ колебательныхъ движеній эѳира, сложныхъ въ солнечномъ неполяризованномъ свѣтѣ, но простыхъ въ поляризованномъ. Лучъ поляризованнаго свѣта происходитъ, въ простѣйшемъ случаѣ, отъ колебательнаго движенія эѳира по прямой линіи. Эѳирныя колебанія солнечнаго луча при вступленіи его въ исландскій шпатъ распадаются на два прямолинейныя и взаимно-перпендикулярныя колебанія. А такъ какъ эфиръ, помѣщающійся въ междучастичномъ пространствѣ, подъ вліяніемъ неодинаковаго распредѣленія частицъ кристалла по разнымъ направленіямъ, самъ получаетъ неодинаковую упругость, то и колебанія, происходящія по двумъ различнымъ направленіямъ въ кристаллѣ, не могутъ распространяться въ немъ съ одинаковою скоростью. Потому образуются двѣ раздѣльныя волны и два раздѣльные луча съ различными показателями преломленія.

Необходимость допустить различіе въ расположеніи частичекъ тѣла по разнымъ направленіямъ въ двупреломляющемъ кристаллѣ подтверждается разнообразными опытами: напр., свѣтъ, проходящій чрезъ рядъ стеклянныхъ призмъ, раздваивается въ нихъ при продольномъ сжиманіи ихъ прессомъ; но раздвоеніе пропадаетъ, когда сжатіе уничтожено. Явленія хроматической поляризаціи (см.) происходятъ только въ двупреломляющихъ тѣлахъ и обнаруживаются при всякихъ въ строеніи тѣлъ измѣненіяхъ, даже столь слабыхъ, когда раздвоеніе лучей еще незамѣтно. Обратно, существованіе хроматической поляризаціи при прохожденіи свѣта черезъ тѣла при нѣкоторыхъ условіяхъ, доказывая неоднородность ихъ строенія по разнымъ направленіямъ, служитъ признакомъ возможной двупреломляемости этихъ тѣлъ. Стекла, нагрѣтыя и быстро охлажденныя; стекла, подвергнутыя сгибающему дѣйствію пресса; стекла, звучащія отъ продольныхъ колебаній; многія твердыя и жидкія тѣла, помѣщенныя въ электрическомъ полѣ — всѣ эти тѣла обнаруживаютъ признаки Д. лучепреломленія. Явленія вращенія плоскости поляризаціи (см.) могутъ происходить только въ двупреломляющихъ тѣлахъ, а такъ какъ многіе растворы и нѣкоторыя самостоятельныя жидкости (скипидаръ) производятъ такія явленія, то и они суть двупреломляющія, т. е. имѣютъ строеніе, различное по разнымъ направленіямъ, по крайней мѣрѣ въ частицахъ, если не въ массѣ. Явленія хроматической поляризація происходятъ неодинаково въ кристаллахъ одноосныхъ и двуосныхъ, наблюденіе такихъ явленій даетъ средство отличать одного рода кристаллы отъ другихъ.

Искусственное подражаніе одноосному кра

[blocks in formation]

Гюйтенса были найдены совершенно вѣрными для всѣхъ случаевъ изъ сравненія построеній съ опытами (Волластонъ, Малюсъ, Билье, Бернаръ). Изъ подобнаго построенія ясно обнаруживаются и случаи преломленія, когда необыкновенный лучъ не содержится въ плоскости паденія луча.

Существованіе шаровой и эллипсоидальной волнъ наглядно доказывается слѣдующимъ опытомъ (Десенъ— Пesains). Параллельные лучи принимаются на маленькое выпуклое стекло, покрытое непрозрачною пластинкой съ кольцевымъ прорѣзомъ и маленькимъ круглымъ отверстіемъ въ центрѣ. За стекломъ образуется полый свѣтовой конусъ, котораго вершина придется въ главномъ фокусѣ стекла; кромѣ того, по оси этого конуса проходитъ тонкій пучокъ лучей. Это стекло, котораго фокусное разстояніе должно быть очень коротко, помѣщается передъ однооснымъ кристалломъ, такъ чтобы фокусъ пришелся на поверхности кристалла, а ось свѣтового конуса была бы перпендикулярна къ этой поверхности. Лучи, послѣ пересѣченія въ фокусѣ, образуютъ два конуса въ кристаллѣ—-одинъ съ круговымъ, другой съ эллиптичеСКИМъ КОЛЬцевыми основаніями, что и обнаруживается по выходѣ ихъ изъ второй грани кристалла, которая должна быть параллельна первой. Осевой пучокъ конуса падающихъ лучей даетъ два круглыя пятна въ центрѣ фигуры. Въ зависимости отъ положенія граней кристалла, относительно его оптической оси образуются или кругъ и эллипсъ, какъ показано на черт. 7, или два концентрическіе круга, или же кругъ и эллипсъ, имѣющіе общій центръ.

Всякое измѣненіе внутренняго строенія тѣла, дѣйствуя измѣняющимъ образомъ на плотность эѳира, влечетъ за собою измѣненіе скорости свѣта, слѣдовательно измѣненіе показателя преломленія и затѣмъ раздвоеніе луча (хотя бы мѣстное и слабое, а потому прямо неоткрываемое). Случаи же раздѣленія падающаго луча на три части неизвѣстны.

Явленія двойного лучепреломленія изслѣдованы во всей полнотѣ при помощи математическаго анализа, благодаря преимущественно трудамъ и знаменитаго Френеля (см. Свѣтъ, теорія). Ниже слѣдуютъ таблицы одноосныхъ и двуоосныхъ кристалловъ съ указаніемъ ихъ цвѣта и кристаллографическихъ системъ, къ которымъ кристаллы принадлежатъ.

Ѳ. Петрушевскій.
Кристаллы одноосные:

Положительные:

Киноварь, лексагональной системы (ромбоэдрическое отдѣленіе), кошенилево-краснаго цвѣта, прозрачна.

Кварцъ, гексагональной системы (трапецо

Черт. 7.

эдрическая тетартоэдрія), безцвѣтенъ и прозра-I

ченъ (черт. 8).

[blocks in formation]
[graphic]

А т;

[blocks in formation]

1 черт. 11. Ортоклазъ (каліевый полевой шпатъ). Л М 9 Р

— положеніе плоскости оптическихъ осей для лучей

краснаго цвѣта. Ал” У ("Р-положеніе плоскости опти

ческихъ осей для лучей фіолетоваго цвѣта (К о Фу,

Плоскость оптическихъ осей измѣняетъ при этомъ свое

положеніе, поворачиваясь около ланія параллельной ребру кристалла аb.

даны для желтыхъ лучей, а именно той части спектра, гдѣ находится Фраунгоферова линія D. (см. Спектръ).

« ПредыдущаяПродолжить »