Doppia rifrazione, chiamata anche birifrangenza, una proprietà ottica in cui un singolo raggio di luce non polarizzata che entra in un mezzo anisotropico viene suddiviso in due raggi, ognuno dei quali si sposta in una direzione diversa. Un raggio (chiamato raggio straordinario) è piegato, o rifratto, ad angolo mentre viaggia attraverso il mezzo; l'altro raggio (chiamato raggio ordinario) passa invariato attraverso il mezzo.
radiazione: doppia rifrazione
Nella doppia rifrazione, la luce entra in un cristallo le cui proprietà ottiche differiscono lungo due o più degli assi di cristallo. Cosa si osserva
Si può osservare una doppia rifrazione confrontando due materiali, il vetro e la calcite. Se un segno di matita viene disegnato su un foglio di carta e quindi coperto con un pezzo di vetro, verrà visualizzata solo un'immagine; ma se la stessa carta è coperta da un pezzo di calcite e il cristallo è orientato in una direzione specifica, allora saranno visibili due segni.
La figura mostra il fenomeno della doppia rifrazione attraverso un cristallo di calcite. Si vede che un raggio incidente si divide nel normale raggio CO e nel raggio straordinario CE quando entra nella faccia di cristallo a C. Se il raggio incidente entra nel cristallo lungo la direzione del suo asse ottico, tuttavia, il raggio di luce non verrà diviso.
Nella doppia rifrazione, il raggio ordinario e il raggio straordinario sono polarizzati in piani che vibrano ad angolo retto l'uno rispetto all'altro. Inoltre, si osserva che l'indice di rifrazione (un numero che determina l'angolo di flessione specifico per ciascun mezzo) del raggio ordinario è costante in tutte le direzioni; l'indice di rifrazione del raggio straordinario varia in base alla direzione presa perché ha componenti che sono sia paralleli che perpendicolari all'asse ottico del cristallo. Poiché la velocità delle onde luminose in un mezzo è uguale alla loro velocità in un vuoto diviso per l'indice di rifrazione per quella lunghezza d'onda, un raggio straordinario può muoversi più velocemente o più lentamente di un raggio normale.
Tutti i cristalli trasparenti ad eccezione di quelli del sistema cubico, che sono normalmente otticamente isotropi, presentano il fenomeno della doppia rifrazione: oltre alla calcite, alcuni esempi ben noti sono ghiaccio, mica, quarzo, zucchero e tormalina. Altri materiali possono diventare birifrangenti in circostanze speciali. Ad esempio, le soluzioni contenenti molecole a catena lunga presentano una doppia rifrazione quando scorrono; questo fenomeno si chiama birifrangenza in streaming. I materiali plastici costituiti da molecole polimeriche a catena lunga possono anche diventare doppiamente rifrattivi quando compressi o stirati; questo processo è noto come fotoelasticità. Alcuni materiali isotropi (ad es. Vetro) possono persino presentare birifrangenza se collocati in un campo magnetico o elettrico o sottoposti a sollecitazioni esterne.
