Драгоценные камни стр.39

Такие оптические свойства характерны только для веществ, кристаллизующихся в тетрагональной, гексагональной и триго-нальной сингониях. Кроме того, обнаружено, что в этих веществах имеется одно направление (параллельное главной оси симметрии), по которому свет проходит без двупреломления. Это направление — оптическая ось; кристаллы, относящиеся к этим син-гониям, оптически одноосны. Если свет направлен параллельно

оптической оси, он распространяется со скоростью 1/со, при этом колебания происходят под прямым углом к оптической оси; если же свет проходит через кристалл в любом другом направлении, скорость зависит от направления колебаний. Если колебания и в этом случае происходят под прямым углом к оптической оси, скорость остается равной 1/со и возмущение распространяется в виде обыкновенного луча; однако если колебания происходят в плоскости, проходящей через оптическую ось (в главной плоскости), то возмущение распространяется в виде необыкновенного луча со скоростью 1/е', где г' — величина показателя преломления необыкновенного луча, промежуточная между ю и предельным значением е. Эта предельная величина достигается тогда, когда возмущение распространяется под прямым углом к направлению оптической оси, а колебания происходят параллельно этому направлению. Таким образом, если мы предположили, что свет исходит из некоторой точки внутри одноосного кристалла, то спустя единицу времени обыкновенный луч достигнет поверхности сферы радиусом 1/ю, а необыкновенный луч за это же время достигнет поверхности фигуры, которая представляет собой эллипсоид вращения с полуосями 1/е, 1/е и 1/ю (рис. 62). Эти две по-верхпости, взятые вместе, образуют волновую поверхность одноосного кристалла. В положительных кристаллах сфера заключает в себе эллипсоид, так как обыкновенный луч всегда распространяется быстрее, чем необыкновенный; в отрицательных кристаллах эллипсоид содержит в себе сферу.

То, что фронт необыкновенной волны имеет форму эллипсоида, вносит в оптическое исследование двупреломляющих веществ такие осложнения, которые не встречаются, если наблюдения ограничены однопреломляющими средами. Согласно волновой теории, скорость волнового фронта обратно пропорциональна показателю преломления той среды, через которую он проходит, и эта скорость измеряется вдоль нормали к волне. Для сферического волнового фронта нормаль совпадает с направлением луча, так что скорости луча и волны одинаковы, но для эллипсоидального волнового фронта (рис. 63) нормали не совпадают с направлениями лучей, кроме тех случаев, когда луч идет вдоль оптической оси или под прямым углом к ней.

Чтобы справиться с этими трудностями, в кристаллооптике используются различные схематические изображения, и самое полезное из них — это индикатриса, понятие о которой введено Флетчером Одноосная индикатриса — эллипсоид вращения, построенный на осях, прямо пропорциональных значениям показателей преломления со, со, е (рис. 64). Поскольку эта фигура используется для графического выражения оптических свойств кристалла, ее надо помещать на рисунках внутри изображения кристалла в соответствии с его симметрией; ось вращения эллипсоида при этом должна совпадать с единственной осью симметрии