دوشکستی و اپتیک بلورها
بلورهای دوشکستی دارای ضریب شکست وابسته به قطبش و جهت نور هستند که پرتو نور را به دو پرتو با سرعتهای متفاوت تقسیم میکنند.
Definition
وابستگی ضریب شکست یک محیط به جهت قطبش و جهت انتشار نور، که باعث میشود نور به مؤلفههای عادی و فوقالعاده با سرعتهای متفاوت تقسیم شود.
Scope
این موضوع به انتشار نور در محیطهای نوری ناهمسانگرد میپردازد. شامل تانسور دیالکتریک و بیضوی شاخص، پرتوهای عادی و فوقالعاده، بلورهای تکمحوری و دومحوری، تأخیر فاز انباشته شده بین مؤلفههای متعامد، شکست مضاعف و واکآف (walk-off)، فعالیت نوری و دوشکستی دایرهای، و ناهمسانگردی القایی میدان از طریق اثرات الکترواپتیک و فوتوالاستیک است. این موضوع توضیح میدهد که چگونه مواد ناهمسانگرد قطبش را تغییر میدهند و اساس صفحات موج، منشورهای قطبشکننده و مدولاتورهای الکترواپتیک را تشکیل میدهند.
Core questions
- چرا بلورهای ناهمسانگرد نور را به دو پرتو میشکنند؟
- چگونه رفتار نوری یک بلور توسط بیضوی شاخص (index ellipsoid) نشان داده میشود؟
- چه چیزی بلورهای تکمحوری را از بلورهای دومحوری متمایز میکند؟
- چگونه میدانهای خارجی دوشکستی را القا یا تغییر میدهند؟
Key concepts
- دوشکستی
- پرتوهای عادی و فوقالعاده
- بیضوی شاخص
- بلورهای تکمحوری و دومحوری
- محور نوری
- تأخیر فاز
- فعالیت نوری
- اثر الکترواپتیک
Key theories
- بیضوی شاخص و شکست مضاعف
- در یک بلور ناهمسانگرد، ضریب شکست برای یک قطبش و جهت معین از بیضوی شاخص خوانده میشود و امواج عادی و فوقالعاده متمایزی تولید میکند که به طور متفاوتی شکسته میشوند و یک فاز نسبی را انباشته میکنند.
- اثر الکترواپتیک
- یک میدان الکتریکی اعمال شده، بیضوی شاخص بلورهای خاصی را تغییر میدهد و دوشکستی آنها را متناسب با میدان (اثر پوکلز) یا مربع آن (اثر کر) تغییر میدهد که اساس مدولاتورهای نوری سریع است.
Clinical relevance
دوشکستی مکانیسم کنتراست در میکروسکوپ نور پلاریزه است که برای شناسایی بلورها در مایع مفصلی، مانند بلورهای اورات با دوشکستی منفی در نقرس و پیروفسفات کلسیم با دوشکستی مثبت در نقرس کاذب، و برای ارزیابی کلاژن و آمیلوئید در برشهای بافتی استفاده میشود.
History
بارتولین در سال ۱۶۶۹ شکست مضاعف را در کلسیت گزارش کرد و هویگنس آن را با ساختار موجی خود تحلیل کرد و به دو جبهه موج متمایز اشاره نمود. نظریه موج عرضی فرسنل در دهه ۱۸۲۰ توضیح کاملی از دوشکستی ارائه داد و اثرات الکترواپتیک بعدها توسط کر و پوکلز مشخص شدند.
Key figures
- Erasmus Bartholin
- Christiaan Huygens
- Augustin-Jean Fresnel
Related topics
Seminal works
- bornwolf1999
- hecht2017
Frequently asked questions
- چرا یک بلور کلسیت تصویر مضاعف نشان میدهد؟
- کلسیت دوشکستی است، بنابراین نوری که وارد آن میشود به پرتوهای عادی و فوقالعاده تقسیم میشود که با زوایای متفاوتی شکسته میشوند و جداگانه خارج میشوند و دو تصویر جابجا شده از هر آنچه از طریق بلور دیده میشود، تولید میکنند.
- فعالیت نوری چیست؟
- فعالیت نوری نوعی دوشکستی دایرهای است که در آن یک محیط، مانند محلول قند یا کوارتز، صفحه نور پلاریزه خطی را میچرخاند زیرا قطبشهای دایرهای چپ و راست را با سرعتهای کمی متفاوت منتقل میکند.