Propriedades Ópticas de Cristais – 2a. Parte

2ª. Parte

A indicatriz óptica tem uma propriedade importante que é a seguinte: se do seu centro traçarmos uma reta OP, ao longo da direção em que se propaga a frente de onda, a secção central perpendicular a essa direção será uma elipse; os índices de refração de ondas que se propagam ao longo de OP se determinarão pelos comprimentos dos semi-eixos desta elipse, e as direções dos semi-eixos AO e OB são, respectivamente, as direções de oscilação do vetor Δ para cada uma das ondas.

O tensor de permeabilidade dielétrica e o tensor de impermeabilidade dielétrica escritos na forma diagonal podem conter três, duas ou uma componente independente para os cristais de categorias inferior e superior. Por isso, a indicatriz óptica de cristais triclínicos, monoclínicos e rômbicos será um elipsóide triaxial; a de cristais trigonais, hexagonais e tetragonais, um elipsóide de revolução; e a dos cristais cúbicos uma esfera. A figura abaixo ilustra essas variações. Surpresa? É familiar, não é?

Elipsóide

Se a secção transversal da indicatriz óptica tem a forma de um círculo, isto significa que, na direção perpendicular a esta secção, as velocidades de fase de duas ondas luminosas coincidem, isto é, nesta direção não há birrefringência. Essa direção se chama eixo óptico do cristal. Nos cristais de categoria média, a indicatriz óptica tem uma secção central circular e, por conseguinte, um eixo óptico que coincide na direção com o eixo de simetria de ordem superior. Os cristais dos sistemas trigonal, tetragonal e hexagonal são opticamente uniaxiais. O elipsóide triaxial tem duas secções circulares e, conseqüentemente, dois eixos ópticos. Os cristais de categoria inferior são opticamente biaxiais. O índice maior de refração dos cristais biaxiais é designado por ng, o menor por np e o médio por nm. Os eixos ópticos estão no plano em que se encontram os eixos ng e np da indicatriz. Esse plano se chama plano de eixos ópticos. O ângulo agudo entre os eixos ópticos se denomina ângulo de eixos ópticos e se designa com 2V.

Nos cristais uniaxiais, qualquer secção central que representa uma elipse tem como um dos semi-eixos o raio da secção circular. Isto significa que em qualquer direção do cristal uniaxial se propagam duas ondas, porém, somente para uma delas, “extraordinária”, o coeficiente de refração depende da direção. Para a outra, “ordinária”, o coeficiente de refração no não depende da direção. O índice maior (ou menor) de refração da onda extraordinária é designado por ne. Se ne for maior que no, o cristal se chama opticamente positivo. Caso contrário denomina-se opticamente negativo. A diferença entre ne e no determina a magnitude da birrefringência do cristal dada por dn = ne – no, sendo uma das constantes ópticas fundamentais do cristal.

Em cristais biaxiais as ondas são extraordinárias; o coeficiente de refração e a velocidade de propagação de cada uma delas dependem da direção. Um cristal biaxial se considera positivo se ng – nm > ng – np, isto é, ng serve de bissetriz do ângulo agudo 2V. Os cristais biaxiais, nos quais a bissetriz do ângulo agudo é np, são opticamente negativos.

A indicatriz óptica de cristais cúbicos tem a forma de esfera. Todas as suas secções centrais são circunferenciais. Nos cristais cúbicos não há birrefringência. No que respeita à passagem da luz, os cristais cúbicos se comportam como corpos isotrópicos.

Propriedades Ópticas de Cristais – 1a. Parte.

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