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Kristalloptik, ebenfalls Kristalloptik oder optische Kristallographie ist die Filiale von Wissenschaft die sich mit dem Studium der Optische Eigenschaften von Kristalle (normalerweise von Mineralien). Kristalle sind per Definition anisotrop Medien, in denen Licht verhält sich anders, da der Winkel, in dem das Licht einfällt, unterschiedlich ist. Das am häufigsten verwendete Werkzeug dafür ist das Polarisationsmikroskop, die es ermöglicht, optische Eigenschaften zu haben wie: Interferenz, Doppelbrechung und insbesondere die Fähigkeit, anisotrope Medien zu Polarisationsebene, bestimmen kann.
Optische Klasse eines Minerals
Isotrope Kristalle
EIN isotrop Mineral ist ein Mineral, das in alle Richtungen gleiche optische Eigenschaften hat. Das Brechungsindex eines solchen Minerals ist in alle Richtungen gleich, und das Mineral ist optisch isotrop.
vulkanisch und andere natürliche Arten Glas sein isotrop, mögen kubisch Kristalle. In einem kubischen Kristall ist die Fesseln zwischen Atome in dem Kristallgitter gleich stark in alle Richtungen. Die Struktur eines Glases ist beliebig, so dass im Durchschnitt in alle Richtungen gleich viele Bindungen vorhanden sind. Dadurch verhält sich Licht in diesen Medien in alle Richtungen gleich, egal in welchem Winkel es sich durch das Medium bewegt.
Wenn man dies auf a . anwenden würde elektrisches Feld, mit dem sogenannten Maxwells Gesetze, die Beziehung zwischen den elektrisches Verschiebungsfeldd und das elektrische Feld E gegeben von:
mit0 das Permittivität freien Speicherplatz und p die elektrische Polarisation.
Anisotrope Kristalle
anisotrop Mineralien, die a sechseckig, trigonal, tetragonal, orthorhombisch, monoklin oder triklinik haben eine Kristallstruktur (Strukturen mit einem niedrigeren Symmetrie) haben in ihrem Kristallgitter nicht in alle Richtungen gleich starke Bindungen (deshalb ist die kunnen Elektronenwolken um die Atome herum nicht in alle Richtungen gleich gut schwingen). Dadurch wird der Brechungsindex (und damit der Lichtgeschwindigkeit) nicht in alle Richtungen gleich.
Eine Eigenschaft anisotroper Mineralien ist, dass Licht in das Mineral eindringt Doppelbrechung erfährt: es wird in zwei Strahlen von linear polarisiertes Licht das kaputt aufrecht schwingen (vibrieren) aufeinander. Bei einer Lichteinfallsrichtung, in der keine Doppelbrechung auftritt, spricht man von a Optische Achse. Es gibt zwei Arten von anisotropen Kristallen: a einachsiger Kristall hat eine optische Achse, a zweiachsiger Kristall hat zwei. Uniaxiale Kristalle sind Kristalle, die eine tetragonale oder hexagonale Kristallstruktur aufweisen. Biaxiale Kristalle sind orthorhombisch, monoklin oder triklin.
In einem anisotropen Medium, wie einem Kristall, ist das Polarisationsfeld p nicht unbedingt in der gleichen Ebene wie das elektrische Lichtfeld, E.
Anwendung
Kristalloptiken werden verwendet in Forschung mit Folien, wobei verschiedene Mineralien ein unterschiedliches Verhalten zeigen. Dadurch kann ein bestimmtes Mineral bestimmt oder ausgeschlossen werden. Ein zusätzliches Tool hierfür ist das Gipskarton.