Закон Брюстера. 
Двойное лучепреломление

Если стеклянный куб, сжатый уже, положим, по вертикальному направлению, сжать, кроме того, но с меньшей или большей силой, по горизонтальному направлению между двумя взаимно противоположными гранями, то в этом кубе по трем взаимно перпендикулярным, направлениям (аа, bb, cc — черт. 2) плотность и упругость тела будут различны, а также упругость эфира будет наибольшей по одному из этих, наименьшей по другому и промежуточной по третьему.Черт. 2Строение стекла, таким образом сжатого, уподобляется строению двуосного кристалла. Сжимая одноосный кристалл по направлению, перпендикулярному его оси, можно обратить его в двуосный (Муаньо и Солейль, Пфафф). Наоборот, при нагревании двуосного кристалла, происходящее от того расширение его по различным направлениям, будучи неодинаково, может изменить строение кристалла настолько, что угол между двумя осями уменьшается (Френель) и, если этот угол был невелик, обе оси сольются в одну, т. е. кристалл сделается одноосным (кристаллический гипс, по опытам Брюстера).Построение хода лучей в одно— и двуосных кристаллах. Если на некоторой точке поверхности аморфного тела (напр., стекла) произойдет колебательное движение светового эфира, то внутри этого тела колебания распространяются с одинаковой скоростью по всем направлениям.

По истечении некоторого очень малого промежутка времени последние частицы, пришедшие в движение, будут размещены на поверхности полушара (на чертеже 3 — полукруг, т. е. образуется волна шаровой поверхности. Черт. 3Сложные колебания этой частицы эфира на поверхности двупреломляющего одноосного кристалла распадаются внутри его на два простых колебания. Одно, соответствующее обыкновенному лучу, образует шаровую волну; другое, соответствующее необыкновенному лучу, образует эллипсоидальную волну (на чертеже 4 — полукруг и половина эллипса).Черт.

4Если на поверхность MN стекла (черт. 5) падают параллельные лучи Sc и S’n, то первый дойдет до точки с прежде, чем второй до точки n, и потому из с уже успеет образоваться полушаровая волна, когда колебание второго луча только что коснулось точки n. Линия nm есть касательная к шару; линия ck, перпендикулярная к касательной, покажет направление преломленного луча. Если же лучи Sc и S’n попадают на двупреломляющий кристалл, то образуются из точки с две волны, изображенные на черт. 6 полукругом и полуэллипсом.Черт. 5Черт. 6Из точки n проводим касательную к кругу и касательную к эллипсу.

Проведенные из точки с линии ck, ct, перпендикулярные каждая к одной из касательных, изобразят направления лучей обыкновенного (ck) и необыкновенного (ct) [Заметить надо, что направление лучей может отличаться от направления распространения волн. Направление необыкновенного луча определяется линией, проведенной к точке касания MN к эллипсоиду, а направление волны определяется линией, проведенною из центра колебания перпендикулярно к линии MN]. В этом заключается в главных чертах построение, данное Гюйгенсом, позволяющее чертежом определить направление обоих лучей. Чертеж 6 относится к случаю, когда оба луча находятся в одной плоскости и когда ось кристалла параллельна линии nc.

Результаты построения Гюйгенса были найдены совершенно верными для всех случаев из сравнения построений с опытами (Волластон, Малюс, Билье, Бернар). Из подобного построения ясно обнаруживаются и случаи преломления, когда необыкновенный луч не содержится в плоскости падения луча. Существование шаровой и эллипсоидальной волн наглядно доказывается следующим опытом (Десен — Desains). Параллельные лучи принимаются на маленькое выпуклое стекло, покрытое непрозрачной пластинкой с кольцевым прорезом и маленьким круглым отверстием в центре. За стеклом образуется полый световой конус, которого вершина придется в главном фокусе стекла; кроме того, по оси этого конуса проходит тонкий пучок лучей. Это стекло, у которого фокусное расстояние должно быть очень коротко, помещается перед одноосным кристаллом, так чтобы фокус пришелся на поверхности кристалла, а ось светового конуса была бы перпендикулярна к этой поверхности. Лучи после пересечения в фокусе образуют два конуса в кристалле — один с круговым, другой с эллиптическим кольцевыми основаниями, что и обнаруживается по выходе их из второй грани кристалла, которая должна быть параллельна первой.

Осевой пучок конуса падающих лучей дает два круглых пятна в центре фигуры. В зависимости от положения граней кристалла относительно его оптической оси образуются или круг и эллипс, как показано на черт. 7, или два концентрические круга, или же круг и эллипс, имеющие общий центр.Черт. 7Всякое изменение внутреннего строения тела, действуя изменяющим образом на плотность эфира, влечет за собою изменение скорости света; следовательно, изменение показателя преломления и затем раздвоение луча (хотя бы местное и слабое, а потому прямо не открываемое). Случаи же разделения падающего луча на три части неизвестны.

Явления двойного лучепреломления исследованы во всей полноте при помощи математического анализа благодаря преимущественно трудам знаменитого Френеля. Ниже следуют таблицы одноосных и двуоосных кристаллов с указанием их цвета и кристаллографических систем, к которым кристаллы принадлежат.Ф. Петрушевский Кристаллы одноосные:

Положительные:Киноварь, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), кошенилево-красного цвета, прозрачна. Кварц, гексагональной системы (трапецоэдрическая тетартоэдрия), бесцветен и прозрачен (черт. 8).Оловянный камень, квадратной системы (бурый, буро-красный и др. цветов).Циркон, квадратной системы (буровато-красный, иногда бесцветный, прозрачный; черт. 9).Шеелит, квадратной системы (пирамидальная гемиэдрия), желтовато-белый, полупрозрачный. Отрицательные:

Идокраз, квадратной системы (зеленого цвета, прозрачен).Турмалин гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), красного, бурого, зеленого и др. цветов, прозрачен и не прозрачен. Изумруд, гексагональной системы (зеленого цвета, прозрачен).Кальцит, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), бесцветен и прозрачен (черт. 10).Апатит, гексагональной системы (пирамидальная гемиэдрия), желтовато-зеленого цвета, прозрачен. Корунд, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), голубого и розового цвета, прозрачен.Черт. 8. Кварц (положительный)Черт.

9. Циркон (положительный)Черт. 10. Кальцит (отрицательный)Список использованной литературы 1. Учебное пособие «Оптика», автор Ландсберг Г. С., издание 6-е, © 2.

" Прикладная оптика"Митрофанов С.С. 3. Материалы сайта www.studrus.ru4. Физическая оптика.

Учебник — Ахманов С.А.

5. Теория оптических систем Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В. Н. Кузичев. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: «Машиностроение», 1992. — 448 с.: ил.