Поверхность ч кристалле лучевая

Общие замечания. В своем Трактате о свете , написанном в 1690 г., Гюйгенс впервые дал объяснение двойному лучепреломлению в одноосных кристаллах. При этом Гюйгенс исходил из предположения, что обыкновенному лучу соответствует возникновение в кристалле лучевой поверхности в виде сферы, а необыкновенному — в виде эллипсоида вращения. Далее, опираясь на уже известный нам принцип, Гюйгенс нашел пути прохождения обыкновенного и необыкновенного лучей в одноосном кристалле. [c.261]

Случай 1. Оптическая ось положительного кристалла лежит в плоскости падения под косым углом к преломляющей грани кристалла (рис. 10.13). Параллельный пучок света падает под углом к поверхности кристалла. Очевидно, что за время, в течение которого правый край В фронта волны А В достигает точки D на поверхности кристалла, вокруг каждой из точек на поверхности кристалла между А н D возникают две лучевые поверхности — сферическая и эллипсоидальная. Эти две поверхности соприкасаются друг с другом вдоль оптической оси. Из-за положительности кристалла эллипсоид будет вписан в сферу, т. е. все точки эллипсоида будут расположены внутри сферической поверхности. Для [c.262]

Сущность двойного лучепреломления. Поскольку внутри кристалла возможно распространение лишь двух лучей с различными лучевыми скоростями, преломление луча на поверхности кристалла приводит к возникновению двух лучей внутри кристалла. Разделение луча, входящего в кристалЛ, на два называется двойным лучепреломлением. [c.272]

При изучении распространения света в анизотропной среде нами были введены четыре вспомогательных поверхности — лучевой эллипсоид и оптическая индикатриса, лучевая поверхность и поверхность нормалей. Если нам известна форма одной из этих поверхностей, то путем соответствующих преобразований можно определить форму любой другой. Отметим, что при помощи оптической индикатрисы удается особенно просто рассмотреть оптические свойства кристалла. [c.258]

Если Vx = Vy> v , то эллипсоид вращения (лучевая поверхность необыкновенного луча) расположен внутри сферы (рис. 10.10) и оптическая ось совпадает с осью z. Такой кристалл (например, кварц) называется положительным (п = Пу По <Пг = п ). Если же Vx = Vy а Уг, то сфера расположена внутри эллипсоида вращения (рис. 10.11) и такой кристалл (например, исландский шпат) называется отрицательным (ло > Пе). [c.259]

В заключение покажем, исходя из лучевых поверхностей в одноосных кристаллах, что двум лучам со скоростями ys и vs, идущим по одному и тому же направлению соответствуют два не параллельных между собой плоских фронта со скоростями распространения v n и vh и с нормалями Ni и С этой целью направим из некоторой точки О кристалла (рис. 10.12) луч света Si,2- Очевидно, что в этом направлении луч распространяется с двумя различными скоростями v s и Vs. Если учесть, что плоскости, касательные к лучевой поверхности в точке пересечения ее с лучом, являются плоскостями волнового фронта и скорости по нормали перпендикулярны этим плоскостям и что, кроме того, нормаль и луч для обыкновенного луча направлены вдоль одной линии, го, проведя нормали к поверхностям I и II, получим =/= vh- Аналогичным образом убедимся, что двум параллельным фронтам волны с нормалью Л 1,2 и со скоростями распространения v n и v соответствуют два луча Si и со скоростями v s ф й. образующие некоторый угол между собой (рис. 10.12). Чтобы найти направление луча S,, нужно провести касательную к эллипсоидальной поверхности (пло- [c.260]

При переходе света через границу раздела двух изотропных сред наблюдается преломление света, закономерности которого вытекают из принципа Гюйгенса. Со способом построения преломленного луча мы уже знакомы. Аналогичное построение имеет место при переходе света из изотропной среды в анизотропную. В этом случае при известном знаке кристалла и направлении оптической оси строят лучевые поверхности обыкновенного и необыкновенного лучей. [c.261]

Для определения лучевых скоростей v и v" в кристалле воспользуемся вспомогательной поверхностью, носящей название [c.501]

Если вычислить по данным о свойствах кристалла или измерить экспериментально значения лучевых скоростей по всем направлениям, то можно построить поверхность, до которой дойдет к моменту (световое возбуждение, распространяющееся из точки О кристалла. Для этой цели надо по любому направлению отложить отрезки, пропорциональные v t и v"t, где V и у" — лучевые скорости. Получится поверхность с двумя полостями, вообще говоря, довольно сложного вида. [c.503]

Еще яснее представление о поверхности волны можно составить из рис. 26.7, й и б, где изображены трехмерная модель и перспективное изображение трех главных сечений лучевой поверхности. Внешняя поверхность отдаленно напоминает эллипсоид, но обладает четырьмя воронкообразными углублениями в точках, соответствующих М иЛГ на рис. 26.6, в, и похожих на углубления в яблоке. Точки пересечения и Л1 на рис. 26.6, в соответствуют точкам рис. 26.7, где внешняя и внутренняя полости встречаются, так что по направлениям МЛ1 и М М обе скорости распространения светового возбуждения одинаковы (о = и"). Эти направления называются оптическими осями ) кристалла они располагаются симметрично относительно главных направлений кристалла. [c.504]

После общих соображений, изложенных в предыдущих параграфах, рассмотрим более детально характер распространения света в одноосном кристалле, опираясь на данные наблюдения. Так как мы наблюдаем непосредственно за поведением луча (а не нормали к волне), то выводы наши относятся к лучевой поверхности. Для целей такого рассмотрения заставим свет проходить не через естественный кристалл, а через пластинки исландского шпата, вырезанные определенным образом относительно оси. [c.512]

Для обыкновенного луча показатель преломления По не зависит от направления распространения света в кристалле. Для необыкновенного луча показатель преломления По зависит от направления распространения света в кристалле. Для лучевых поверхностей получаем соответственно сферу и эллипсоид. Точки соприкосновения этих поверхностей лежат на оптической оси. В двуосных кристаллах оба луча необыкновенные. [c.47]

Рассмотрим некоторые случаи преломления света в одноосных кристаллах. При анализе будем пользоваться принципом Гюйгенса (см. 2.4) —простым и в то же время достаточно эффективным способом изучения распространения света в анизотропных средах. Поверхности, фигурирующие в построении Гюйгенса, есть лучевые поверхности, а не поверхности нормалей. Действительно, по правилу Гюйгенса для получения фронта плоской волны проводят плоскость, касательную к поверхности Гюйгенса. А фронт волны касателен именно к лучевой поверхности И пересекает поверхность нормалей. Таким образом, используя представление о сферической и эллиптической волновых поверхностях, можно найти направления обыкновенного и необыкновенного лучей в одноосных кристаллах. Разберем частные случаи. [c.47]

В К. широкое применение для интерпретации онтич. свойств кристаллов находит метод оптич. поверхностей (волновых и лучевых). В соответствии с ур-пием (1) свойства кристалла могут быть геометрически описаны его оптич. индикатрисой — эллипсоидом с полуосями (т. н. поверхностью волновых нормалей, абс. значения радиусов-векторов к-рой по заданному направлению N равны значениям показателей преломления волн, идущих по этому направлению). Оси симметрии этого эллипсоида определяют три взаимно перпендикулярных главных направления в кристалле, а значение его полуосей — главные значения тензора диэлектрич, проницаемости. Сечение индикатрисы плоскостью, проходящей через её центр и перпендикулярной заданному направлению N, является в общем случае эллипсом. Длины гл. полуосей этого эллипса равны показателям преломления, а их направления совпадают с направлением колебаний (вектора 7> в волне). Во всех точках кристалла оптич. индикатрисы имеют одинаковую ориентацию и одинаковые размеры полуосей, зависящие от симметрии кристалла. [c.511]

Особый интерес представляет электронно-лучевая плавка, происходящая в вакууме, позволяющая получать самые высокие температуры, плавить самые тугоплавкие металлы и при этом очищать их. Вначале при нагреве удаляются газы — кислород и азот, затем при перегреве поверхности металла удаляются летучие окислы и примеси. Регулируя температуру и время выдержки, можно управлять степенью очистки. Наконец, при постепенном затвердевании слитка в медной охлаждаемой водой изложнице происходит, направленная кристаллизация, при которой в первую очередь образуются более чистые кристаллы металла, а расплав, затвердевающий в последнюю очередь, оказывается обогащенным примесями. [c.466]

Сечепия лучевой поверхности одноосного кристалла при гз > 1 1 = [c.270]

Сечения лучевой поверхности одноосного кристалла прн 1 з < v, = [c.271]

Сварка световым лучом (лазером). Сварка осуществляется специальной установкой, в которой световая энергия накапливается, фокусируется и поступает в искусственный кристалл рубина, который посылает концентрированный световой луч по строго определенному направлению. Попадая на поверхность, подлежащую сварке, луч мгновенно расплавляет ее подобно тому, как это происходит при электронно-лучевой сварке. [c.332]

Лучевые поверхности обыкновенной и необыкновенной волн в одноосных кристаллах [c.185]

Можно доказать, что лучевая поверхность представляег собой поверхность равной фазы для волны, исходящей из некоторой точки внутри кристалла, поэтому она называется также волновой поверхностью. Поскольку фронт волны является касательной к лучевой поверхности, то лучевую поверхность в кристалле можно представить как огибающую поверхность всех волн в некоторый момент времени. [c.257]

На рнс. 1 изображены сечения лучево и волновой нонерхноетей двуосиого кристалла плоскостью xoz. Поверхность нормалей пересекается a oz по окружности (р—г) и овалу (р), N — двойная точка поверхности нормалей, ON — оптическая ось волновых нормалей. Лучевая поверхность пересекается плоскостью xoz по той же окружности (7 р) и аллнису (г), S -- двойная точка лучевой поверхности, OS — лучевая оптическая ось. [c.440]

Рио, 4. Отражение гг акустической волны, падающей на свободную поверхность кристалла с образованием двух отрая ённых волк той же поляри-защги а — определе-кпе волновых векторов отражённых волн (сд — векторы лучевой скорости) б — схема отражения звуковых пучков конечного сечения. [c.507]

На рис. 8.19 показаны конструкции двух электронно-лучевых трубок с электрооптическим кристаллом в качестве мишени — ПВМС типа титус. В приборе, конструкция которого показана на рис. 8.19, а, управляющий электрический сигнал подается на электрод, с помощью которого модулируется ток электронного луча, производящего запись изображения. Энергия электронов в записывающем луче равна 6 кВ. При этом коэффициент вторичной эмиссии кристалла ДКДР меньше единицы, и, следовательно, поверхность кристалла заряжается отрицательно. Стирание записанной информации производится с помощью специального источника электронов, которым вся поверхность кристалла облучается одновременно и равномерно. Ускоряющее напряжение в этом источнике составляет 500- 1000 В при таких энергиях электронов коэффициент вторичной эмиссии больше единицы, и поверхность кристалла, теряя электроны, заряжается положительно. Происходит выравнивание потенциала поверхности, т. е. стирание информации, после чего модулятор готов к записи нового изображения. [c.188]

Если плоскость падения пересекает оптическую ось под углом, отличным от л/2, то картина двойного лучепреломления усложняется, посколы в этом случае необходимо выполнить пространственное построение Гюйгенса На рис. 238 показано сечение лучевых поверхностей на поверхности кристалла которое совпадает с плоскостью рисунка Стрелкой, оканчивающейся в точке О, показана проекция падающего луча на поверхности кристашта а пунктирными стрелками, оканчивающимися на окружности и эллипсе, — проекции- обыкновенного и необыкновенного лучей на поверхность кристалла. Основное заключение состоит в том, что обыкновенный луч лежит в плоскости падения, а необыкновенный — выходит из нее. Для получения более детальной наглядной информации необходимо построить пространственную модель. [c.274]

Волновая (лучевая) поверхность. Изучение распространения световой волны в анизотропной среде может быть, как мы видели, в равной мере осуш,ествлепо, исходя как из скоростей по лучу, так и 3 скоростей по нормали. Знание значений лучевых скоростей и скоростей по нормали по всем направлениям в кристалле позволяет построить вспомогательные поверхности, характеризуюш,ие распространение света в данном кристалле. [c.257]

Пусть из некоторой точки внутри кристалла распространяется свет по разным направлениям. Если по любому выбранному направлению отложить из этой точки отрезки, равные Vst и v st (где t — время распространения света внутри кристалла, us и ws — лучевые скорости по данному направлению), то геометрические места концов этих отрезков для разных направлений образуют двухполостную, так называемую лучевую, поверхность. Она, вообш,е говоря, имеет сложный вид, и поэтому ее рассмотрение производят в основном по трем ее главным сечениям, нормальным к главным осям лучевого эллипсоида. Двухполостная лучевая поверхность обладает в общем случае четырьмя точками встречи внешней и внутренней полости. Две прямые линии, соединяющие эти четыре точки попарно и расположенные симметрично относительно главных направлений кристалла (рис. 10.8), обладают особым свойством — вдоль каждого из них свет распространяется с единственной для данного направления лучевой скоростью. Эти две линии являются оптическими осями первого рода. [c.257]

Лучевая поверхность в двуосных кристаллах. Рассмотрим сечения лучевой поверхности координатными плоскостями. С этой целью перепишем уравнение (10.20) с учетом принятых нами обозначений VsSx = X, VsSy = у, VsSi = 2. Получаем [c.258]

Лучевая поверхность в одноосных кристаллах. Для одноосных кристаллов две из трех главных скоростей равны между собой поэтому трехосный лучевой эллипсоид превращается в эллипсоид вращения. Следовательно, у одноосных кристаллов двухполост-ная лучевая поверхность переходит в совокупность эллипсоида вращения и шара с двумя точками касания, расположенными на оптической оси. [c.259]

Вну "пенияя поверхность стеклянного баллона электронно-лучевой трубки против анода покрыта тонким слоем кристаллов, [c.174]

Наряду с лучевой поверхностью (геометрическое место концов отрезков, пропорциональных лучевым скоростям) можно построить и поверхность нормалей (геометрическое место концов отрезков, пропорциональных нормальньш скоростям). Так как, вообще говоря, угол между 5 и невелик, то различие между формами этих поверхностей незначительно. Для двуосного кристалла опять получается сложная двухполостная поверхность с четырьмя точками встречи обеих полостей (аналогичных М и М на рис. 26,6, в). Направления, соединяющие попарно эти точки (аналогичные ММ, М М ), являются направлениями совпадающих нормальных скоростей и называются оптическими осями второго рода или бинорма. ями. [c.505]

Обычно в учебниках встречается утверждение, что законы преломления не приложимы к необыкновенному лучу в одноосном кристалле и к обоим лучам в двуосном. Это — правильное утверждение, но оно имеет чисто отрицательный характер, показывая, что простое построение, предписываемое законом преломления, не при-ложимо к решению задачи о направлении распространения светового луча. Если взамен не дается никаких правил, то решение даже весьма простых вопросов кристаллооптики оказывается затруднительным. Между тем существует гораздо более общий прием отыскания направления распространения преломленной световой волны, а именно, построение, основанное на принципе Гюйгенса, следствием которого для изотропной среды является закон преломления Декарта — Снеллия. Напомним, что сам Гюйгенс рассматривал при по.мо-щн этого приема вопрос о распространении света в двоякопрелом-ляющих телах (исландский шпат) и получил крайне важные результаты. Применение построения Гюйгенса является простым и действенным средством для разбора вопроса о распространении света в анизотропных средах. Поверхность, фигурирующая в построении Гюйгенса, есть, очевидно, лучевая поверхность, а не поверхность нормалей. Действительно, по правилу Гюйгенса для получения фронта (плоской) волны проводят плоскость, касательную к поверхности Гюйгенса. А фронт волны тсателен именно к лучевой поверхности (рис. 26.11, а) и пересекает поверхность нормалей (рис. 26.11, б). [c.509]

Рис. 3. Сечение поверхностей волновых Викторов (а) и лучевых скоростей (б) илос1 остыо (100) кристалла никеля. Стрелки на рис. а задают нагтравлення лучевых скоростей, отвечающих выделенным направлениям волновых нормалей.

ФРЕНЕЛЯ ЭЛЛИПСбИД — эллипсоид, соответствующий поверхности световой волны, распространяющейся от точечного источника в кристалле. Длины осей Ф. э. пропори. значениям гл. лучевых скоростей света в кристалле. Ф. э. описывается ур-нием [c.375]

Нетрудно видеть, что окружность описывает скорости того луча, электрический вектор которого колеблется параллельно главной оси, перпендикулярной рассматриваемой плоскости, в данном случае главной оси Хз, т. е. электрический вектор колеблется перпендикулярно плоскости рисунка. Электрический вектор луча, описываемого эллипсом, колеблется в плоскости рисунка, в данном случае в плоскости Х Хг. На рис. 224—226 изображены возможные сечения лучевой поверх-носта координатными поверхностями при неравных У], У2, уз-Поскольку оптическая ось определягется равенством скоростей для обоих лучей в направлении оси, онй может быть найдена построением, указанным на рис. 225, где оптические оси изображены пунктирными линиями. При неравных У], У2, уз кристалл имеет две оптические оси. [c.271]

У одноосного кристалла две оси эллипсоида лучевых скоростей равны между собой. Положим У] = У2. Тогда при Уз > У] = = У2 эллипсоид луг евых скоростей сплюснут вдоль оси Хз, при Уз < У1 = У2 — вытянут. Сечения лучевой поверхности координатными плоскостями в этих случаях изображены на рис. 227, 228. Оптическая ось совпадает с главной осью лучевого эллипсоида. Кристаллы, для которых Уз < У1 = Уг, называют положительными, а для которых уз > = 2 — отрицательными. [c.271]

Осуществление пространственного синхронизма. Обыкновенный и необыкновенный лучи в одноосных кристаллах распространяются с различной скоростью (см. 41). Скорость обьпсно-венного луча не зависит от направления, а скорость необыкновенного зависит от угла между лучом и оптической осью. В положительных кристаллах скорость обыкновенного луча больше скорости необыкновённого, а в отрицательных — меньше. На рис. 299 изображены сечения лучевых поверхностей отрицательного одноосного кристалла плоскостью, проходящей через оптическую ось. Посколы частоты светового диапазона, ближней ультрафиолетовой и инфракрасной частей спектра лежат в области нормальной дисперсии, сплошной линией изображены сечения лучевых поверхностей для частоты со, а пунктирной линией — для частоты 2со. Видно, что в направлениях, обозначенных двусторонними сплошными стрелками, скорость обыкновенного луча (частота со) равна скорости необыкновенного луча (частота 2со), т. е. соответствующие показатели преломления равны [c.335]

А. Оптическая ось параллельна границе. Плоскость падения перпендикулярна оптической оси (рис. 4.12, а). Сечения лучевых поверхностей обыкновенной и необыкновенной волн представляют собой окружности. Поэтому направления лучей и волновых нормалей совпадают как у обыкновенной, так и у необыкновенной волн. Вектор Е в обыкновенной волне ориентирован перпендикулярно оптической оси, в необыкновенной — параллельно оси. При По>Пе (отрицательный кристалл) обыкновенный луч преломляется сильнее, чем необыкновенный 81пф ° = 81пф/п , 8Шф =81пф/Агр. Этот случай был рассмотрен выше на основе электромагнитной теории. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...