Коническая рефракция - особый вид преломления света в двуосных кристаллах, наблюдаемый
в тех случаях, когда направление светового луча совпадает с к--л. оптич. осью
кристалла (бинормалью или бирадиалью; см. Кристаллооптика ).К. р. теоретически
была предсказана в 1832 У. Р. Гамильтоном (W. R. Hamilton), применившим Гюйгенса
- Френеля принцип при рассмотрении распространения света в дву-осном кристалле
в указанном направлении. Экспериментально К. р. была обнаружена X. Ллойдом (Н.
Lloyd) в 1833.
На рис. 1 изображены сечения
лучевой и волновой поверхностей двуосного кристалла плоскостью xoz. Поверхность
нормалей пересекается xoz по окружности (рr)и овалу (р), N-двойная точка поверхности нормалей, ON - оптическая
ось волновых нормалей. Лучевая поверхность пересекается плоскостью xoz по
той же окружности (rр)и эллипсу (г), S - двойная точка лучевой поверхности, OS - лучевая
оптическая ось.
Одному волновому вектору,
направленному вдоль ON, соответствует множество лучевых векторов (таких,
как ОА на рис.), проведённых в точку касания лучевой поверхности с плоскостью,
перпендикулярной ON (её след на xoz есть AN). Эти лучевые
векторы образуют полый конус с круговым основанием (т. н. конус внутренней рефракции)
с углом раствора ,
определяемым соотношением
=
. Аналогично одному вектору, направленному
вдоль лучевой оптич. оси OS, соответствует множество волновых векторов
(типа 0В), проведённых в точку пересечения волновой поверхности с плоскостью,
касательной к лучевой поверхности в точке S. Эти волновые векторы образуют
полый конус с круговым основанием (конус внешней р е ф р а к-ц и и ) с углом
раствора ,
определяемым соотношением
Внутр. К. р. можно наблюдать,
если на пластинку, вырезанную из двуосного кристалла перпендикулярно бинормали,
послать в направлении нормали неполяризованный параллельный пучок лучей, пропущенный
через узкое отверстие в экране. Пучок будет расходиться в кристалле полым конусом
с непрерывно меняющейся линейной поляризацией. На выходе из верх. грани в воздухе
образуется световой полый цилиндр, дающий на экране светлое кольцо. Направления
поляризации на рис. 2(а) помечены точками и чёрточками на лучах и чёрточками
на экране.
Для наблюдения внеш. К.
р. пластинку из двуосного кристалла, вырезанную перпендикулярно лучевой оптич.
оси (бирадиали), освещают сходящимся пучком лучей (рис. 2, б). Др. поверхность
пластинки закрывают диафрагмой с отверстием О2 точно напротив
фокуса O1 падающего пучка. В кристалле вдоль бирадиали распространяются
лучи, нормали к-рых расположены по образующим конуса. На выходе из пластинки
образуется полый световой конус (с вершиной в О2) плоскополяризованных
лу-чей, дающий на экране светлое кольцо.
К. р. испытывают только
те лучи, направления к-рых строго совпадают с бинормалью или бирадиалью. Используемые
в реальном эксперименте пучки имеют конечную угл. апертуру, поэтому многочисл.
лучи, не совпадающие точно с бинормалью и бирадиалью, испытывают обычное двойное
лучепреломление, отклоняясь от конуса рефракции внутрь или наружу. Эти лучи
дают на экране два ярких кольца, разделённых слабо освещённым кольцом К. р.
Б. Н. Гречушников