14.4.6. Определение положения оптических осей и главных показателей преломления кристаллической среды.

Так как изохроматы образуют замкнутые кривые, охватывающие оптическую ось (или оси), то наблюдение интерференционных картин сразу же позволяет установить число осей кристалла и определить их положение. Интерференционные картины можно наблюдать в микроскоп, снабженный двумя призмами Николя (так называемый поляризационный микроскоп), либо удаляя окуляр и фокусируя глаз на заднюю фокальную плоскость объектива (что воспроизводит условия рис. 14.21), либо помещая дополнительную линзу так, чтобы заднюю фокальную плоскость объектива можно было наблюдать через окуляр. При втором методе получается увеличенное изображение интерференционной картины и можно проводить измерения, используя калиброванную шкалу окуляра. Таким образом, можно измерять угол между оптическими осями двухосного кристалла (естественно, необходимо учитывать, что при выходе из кристалла свет преломляется). Указанные способы пригодны для определения положения оптических осей и измерения их наклона даже при наличии очень небольших кусочков кристалла, попадающихся в тонких слоях минералов.

Главные показатели преломления кристалла можно определить, либо измеряя угол отклонения или полного отражения в призме, либо последовательно погружая кристалл в жидкости с разными показателями преломления.

Метод с использованием призмы более удобен для одноосных кристаллов, чем для двухосных. Призму вырезают так, чтобы ее преломляющее ребро было параллельно оптической оси волновой нормали. Тогда для обыкновенной и необыкновенной волн векторы соответственно один перпендикулярен, а другой параллелен этому ребру. Оба показателя преломления можно найти по отклонениям двух лучей, выходящих из призмы, когда на одну из ее граней надает неполяризоваппый пучок света. Обыкновенный и необыкновенный лучи легко различить с помощью призмы Николя.

Иммерсионный метод основан на том, что прозрачное тело, погруженное в жидкость с таким же показателем преломления, становится невидимым. Поскольку при любом направлении распространения света кристалл имеет два показателя преломления, он останется видимым в любой жидкости, если его наблюдать в неполяризованном свете. Однако при использовании

поляризованного света, у которого направление вектора совпадает с одним из направлений колебаний в кристалле, последний станет невидимым в жидкости с соответствующим показателем преломления или Если направления главных диэлектрических осей известны, кристалл можно ориентировать так, чтобы свет распространялся по очереди параллельно каждой оси; при этом будут равны соответствующей паре главных показателей преломления

Если направления главных диэлектрических осей неизвестны, можно получить прекрасную оценку величин показателей преломления, погружая большое число кристаллов рассматриваемого типа со случайными ориентациями осей в ряд жидкостей с известными показателями преломления. Каждый кристалл станет невидимым при двух различных значениях показателя преломления и двух направлениях колебаний падающего света. Если эти показатели преломления для какого-то кристалла равны то, согласно неравенствам (14.3.12), получим

Таким образом, равно нижнему пределу значений верхнему пределу значений равно и верхнему пределу и нижнему пределу которые должны совпадать, если выполнено достаточное число измерений.

В случае одноосных кристаллов один из показателей преломления каждого кристалла равен а значения другого лежат в интервале между .