Какой угол образуют световые лучи пришедшие

Физиология и анатомия глаза

1. Вступление По данным некоторых ученых 70% всех сведений человек получает из окружающего мира с помощью зрения, другие полагают, что цифра должна быть увеличена до 90%. Недаром А. М. Горький, которому пришлось несколько дней во время болезни пробыть с повязкой на глазах, писал о своем состоянии так: «Ничто не может быть страшнее, как потерять зрение,— это невыразимая обида, она отнимает у человека девять десятых мира». Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положения тела и в определении расстояния до объекта. 2. Зрительная система. 2. 1 Вспомогательные образования глаза К вспомогательным образованиям глаза относятся веки с ресницами, слезная железа, с помощью которой осуществляется увлажнение поверхности глаза и удаление инородных мелких частиц, а также мышцы, прикрепляющиеся к наружной поверхности глазного яблока, обеспечивающие его движение. В Спрятать

Похожие публикации
Поделиться
Код вставки
Добавить в избранное
Комментарии

Острота зрения и ее определение

Для того чтобы правильно распознавать и оценивать объекты окружающего мира, их необходимо выделять по цвету и яркости на фоне окружающей нас среды. Не менее важно в отдельности различить их детали.

Острота зрения считается тем более высокой, чем более мелкие детали способен воспринимать глаз. Таким образом, острота зрения (visus)- это способность глаза воспринимать точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга, как раздельные.

Предположим, если испытуемый рассматривает темные точки на светлом фоне, их изображения на сетчатке – это результат возбуждения фоторецепторов. Оно существенно отличается от того возбуждения, которое вызывается у фоторецепторов окружающим фоном. Таким образом, глаз различает светлые промежутки между точками, и мозг воспринимает их раздельными. Величина промежутка между точками зависит от расстояния между ними и от расстояния от них до глаза. Это легко проверить, удаляя от глаз, к примеру, текст. Вначале перестают различаться особенно мелкие промежутки, разделяющие детали букв, затем и сами буквы становятся неразборчивыми, а под конец, строки сливаются в общий фон.

Угол зрения

Угол, под которым объект виден, характеризует взаимосвязь между удаленностью объекта от глаза и его величиной. Этот показатель определяется как угол зрения, он определяется как расстояние между крайними точками видимого предмета и узловой точкой глаза. Чем меньше угол зрения, тем выше острота зрения, то есть она обратно пропорциональна углу зрения. Острота зрения определяется по минимальному углу зрения, который позволяет воспринимать две точки предмета раздельно.

Минимальный угол зрения человеческого глаза научились определять около трехсот лет назад. В 1674 году астроном Гук установил, что при наблюдении в телескоп, минимальное расстояние между звездами, которое позволяет воспринимать их раздельно невооруженным глазом, равно 1 угловой минуте. Спустя почти 200 лет, эта величина была использована Г. Снелленом при создании своих таблиц для определения остроты зрения. При этом, угол зрения 1′, был принят за физиологическую норму.

Интернациональный конгресс офтальмологов, который проходил в Неаполе в 1909 году, окончательно принял как международный эталон нормы угол зрения в 1′. Правда, для измерения остроты зрения более удобно применять относительные величины, а не угловые. То есть нормой остроты зрения, которая равна единице (1,0 D), стала величина, обратная углу зрения. К примеру, когда угол зрения велик, допустим, 5, то острота зрения пропорционально снижается (1/5 = 0,2). Когда этот угол мал, к примеру, 0,5′, тогда острота зрения вдвое повышается (2,0 D). Таким образом, принятая за норму острота зрения 1,0 — скорее нижняя граница нормы, а вовсе не предел. Ведь существует достаточно много людей, имеющих остроту зрения 1,5; 2,0; 3,0 единиц и даже больше.

Различительная способность глаза

Ее предел в основном зависит от анатомических размеров фоторецепторов макулы. Так, на сетчатке, угол зрения 1′ соответствует линейной величине 0,004 мм, это соответствует диаметру одной колбочки. Если расстояние меньше, изображение попадает на одну либо две колбочки по соседству, точки воспринимаются слитно. Возможность раздельно воспринимать точки существует лишь в случае, когда две возбужденные колбочки разделяет одна интактная.

Если распределение колбочек в сетчатке происходит неравномерно, ее различные участки, по остроте зрения не одинаковы. Самая высокая острота зрения человека приходится на область центральной ямки макулы и падает по мере удаления от нее. На удалении 10 °С от центральной ямки, величина остроты зрения составляет всего 0,2 и продолжает снижаться к периферии. В связи с этим, правильно говорить об остроте центрального зрения, а не вообще об остроте зрения.

В разные годы человеческой жизни, острота центрального зрения изменяется. К примеру, она довольно низкая у новорожденных. У детей форменное зрение формируется только когда устойчивая центральная фиксация устанавливается полностью. Она немного меньше 0,01 в четырехмесячном возрасте младенца, а одному году достигает 0,1-0,3 D. К норме она приходит к 5-15 годам.

Инструменты исследования остроты зрения

Величина остроты зрения определяется посредством специальных таблиц. Они включают несколько рядов, подобранных определенным образом знаков-оптотипов. Оптотипами выступают буквы, рисунки, цифры, зигзаги, полосы, и пр.

В 1862 году Г. Снеллен предложил наносить знаки таким образом, чтобы оптотип можно было увидеть под углом в 5′, но его детали определялись под углом зрения 1′. К деталям, специалисты относят ширину линий знаков-оптотипов и просветы между линиями. Чтобы обследуемые люди не угадывали буквы, все знаки, внесенные в таблицу одинаковы по узнаваемости, что удобно для работы, как с грамотными, так и с неграмотными пациентами, вне зависимости от их национальности. Существуют и таблицы Ландольта, в которых роль оптотипа выполняют кольца, незамкнутые с одной стороны, величина которых постепенно уменьшается. С отмеренного расстояния они также видны под углом 5’и имеют толщину линий, равную величине разрыва, что можно определить только под углом в 1′. Во время обследования, человек должен указать, с какой стороны кольцо имеет разрыв.

Именно таблица Ландольта с кольцами была принята на XI Международном конгрессе офтальмологов в 1909 году, как интернациональная. Теперь, именно кольца, как оптотип, включены в большинство используемых сегодня тестовых таблиц.

Принятые в Советском Союзе тестовые таблицы Сивцева, наряду оптотипами-кольцами Ландольта, включали оптотипы-буквы. Подбор букв там совсем не случаен. Он основан на расчете их величин, а также размеров углов деталей. В каждой таблице оптотипы расставлены в10-12 рядах. Каждый ряд оптотипов имеет определенный размер, который уменьшается к нижнему ряду. Прописано и расстояние, с которого, знаки в одном ряду, детально видны под углом 1′. К примеру, человек читает первый ряд с расстояния 5 метров. Но при норме глаз должен различать символы данного ряда с 50 метров.

Величина символов-оптотипов изменяется в арифметической регрессии десятичной системы таким образом, что определение знаков каждой последующей строки с пятиметрового расстояния сверху вниз, говорит о повышении остроты зрения на 0,1. То есть, верхняя строка — 0,1D, вторая — 0,2D и далее до 10-й строки, ее значение — единица. Последние строки — 11и 12 немного не соответствуют этому принципу, ведь распознавание их оптотипов, свидетельствует об остроте зрения, превышающей норму (1,5 D и 2,0 D). Каждой строке оптотипов соответствует определенная острота зрения с расстояния пяти метров. Ее указывают в конце каждого ряда — справа.

Чтоб исследовать остроту зрения дошкольников, не знающих буквы, используют таблицы с определенными оптотипами-рисунками. Сегодня, чтобы ускорить процедуру исследования остроты зрения, стали применять проекторы, в разы упрощающие исследование. Величина угла зрения демонстрируемого оптотипа неизменна, вне зависимости от расстояния до экрана. Просто и проектор, и пациент должны быть на одинаковом расстоянии от экрана. Подобные проекторы зачастую идут в комплекте с другими устройствами диагностики зрения.

При низкой остроте зрения

Когда острота зрения низкая, к примеру, меньше 0,1, имеет смысл определять расстояние четкого видения обследуемым оптотипов 1-го ряда. С этой целью его постепенно подводят ближе к таблице либо приближают символы нужного ряда к нему, что удобнее, при использовании разрезных таблиц или специальных оптотипов Б. Л. Поляка. Вместе с тем, имеет место способ, когда для определения низкой остроты зрения экспонируют не оптотипы, а показывают пальцы руки. Для этого, их подносят к темному фону, ведь толщина пальцев примерно одинакова с шириной линий оптотипов в верхнем ряду тест-таблицы. Правда, такой способ адекватную точность исследования обеспечить не может.

Когда острота зрения человека не достигает 0,005, для описания ее, необходимо указывать, с какого расстояния, у него получается считать пальцы. К примеру, счет пальцев с 10 см. Если же человек не способен различать предметы по причине крайне низкой остроты зрения, но он чувствует свет, остроту зрения называют равной светоощущению. То есть, это единица, деленная на бесконечность.

Выявление светоощущения происходит с помощью диагностического прибора — офтальмоскопа. Его лампу выставляют сзади-слева от обследуемого и ее свет посредством вогнутого зеркала транслируют с нескольких сторон в тестируемый глаз поочередно. Если человек видит свет, а также верно определяет его направление, остроту зрения считают равной светоощущению с правильной светопроекцией.

Данный тест необходим, так как доказывает, что периферические отделы сетчатки функционируют нормально, что важно при определении показаний к хирургическому лечению, когда выявляется помутнение оптических сред.

При невозможности определения проекции света обследуемым правильно, даже с какой-то одной стороны, его зрение определяется, как светоощущение с неправильной светопроекцией. Если у человека отсутствует способность ощущать даже свет, его зрение считают равным нулю.

Порядок и методы определения остроты зрения

Для экспертной оценки нарушений функции глаза при назначении лечения, экспертизе трудоспособности, отборе в профессию, освидетельствовании военнообязанных и др., нужна единая система исследования остроты зрения, чтобы получаемые результаты были полностью соизмеримы и адекватны. Это достигается специальным освещением кабинетов и помещений, где пришедшие ожидают приема. Ведь в период ожидания глаза имеют свойство адаптироваться к уровню окружающей освещенности. Необходимо хорошо и равномерно освещать и тестовые таблицы. С этой целью их помещают в осветительный прибор с зеркальными подсветами.

Необходимая освещенность достигается применением электрической лампы в 60 Вт, которая отгораживается от человека специальным щитком. Уровень нижнего края осветителя должен находиться на всоте 1,2 метра от пола, при расстояния от проходящего обследование в пять метров.

Для каждого глаза исследование проводят отдельно, традиционно, сначала правого, затем — левого. Во время исследования, глаз остаются открытыми. Тестируемый глаз прикрывают белым щитком, из непрозрачного, легко дезинфицируемого материала. Иногда разрешается прикрыть глаз ладонью, не прищуриваясь и давя на него.

На символы в таблицах указывают хорошо различимой указкой. Ее указатель необходимо располагать строго под экспонируемым символом, оставляя достаточный промежуток. Продолжительность экспозиции символа составляет 2-3 секунды. Первыми в процедуре определения остроты зрения показывают символы нижних строк. Их демонстрируют не подряд, а произвольно в разбивку. Такой прием ускоряет исследование, плюс исключает угадывание более мелких оптотипов по похожим очертаниям с крупными.

Если зрение человеко понижено и об этом известно заранее, начинать исследование следует с крупных знаков. Их показывают сверху вниз по 1оптотипу в строке. Так продолжается до ряда, где пациент начинает ошибаться. После этого начинают показывать символы предыдущего ряда произвольно, в разбивку. Итоговая острота зрения – ряд, в котором все знаки были названы правильно. Неверное распознавание 1 символа в рядах, соответствующих остроте зрения 0,3-0,6, и 2 символов в рядах, соответствующих 0,7-1,0 допускается. Однако в этом случае при записи остроты зрения рядом в скобках необходимо отразить, что она неполная.

У лежачих больных острота зрения определяется по специальной таблице для близи. При ее использовании расстояние от оптотипов до глаза должно составлять 33 см. В роли контроля, при этом, выступает правильное распознавание отдельных символов либо чтение самого мелкого текста. В этом случае необходимо указание расстояния, с которого исследование производилось. Определение остроты зрения у грудных детей происходит ориентировочно. Для этого взгляд малыша привлекают крупным ярким предметом (игрушкой) либо применяют объективные методы.

Физика. Закон отражения света. Помогите с задачей

Лучи, идущие от Солнца, образуют с
горизонтом угол 24.
Как, используя плоское зеркало, направить их
параллельно линии горизонта?

Голосование за лучший ответ

нужно поставить зеркало так, что бы отражееънный луч имел угол 0 градусов с горизонтом. зеркало нужно поставить под углом 12 градусов к линии горизинта. т. к. тогда на него луч будет падать под углом 12 градусов и с таким же углом он будет отражаться от зеркала, но отосит горизонта он будет паралельным. на рисунке все это видно.

Похожие вопросы

ЭСБЕ/Двойное лучепреломление

Двойное лучепреломление. — Прозрачный кристалл минерала, называемого исландским шпатом (известковый шпат, кальцит), будучи положен на рисунок или чертеж, показывает их линии раздвоенными. Покрывая одну грань такого кристалла непрозрачной пластинкой, в которой сделан круглый прокол, и глядя с противоположной грани на свет через это отверстие, можно видеть два светлых кружка, которые отстоят друг от друга тем значительнее, чем толще кристалл [1] . Кристаллы, представляющие явление раздвоения луча, называются двупреломляющими кристаллы всех систем, кроме правильной (см. Кристаллография), обладают двойным лучепреломлением. В рассказанном опыте луч света, вступая через малое отверстие в кристалл, раздваивается в нем и остается раздвоенным по выходе из кристалла через его противоположную грань. Две образовавшиеся в кристалле части луча обладают неодинаковыми свойствами; одна из них при входе в кристалл и при выходе из него следует обыкновенным законам преломления света в некристаллических телах (в стекле, воде и др.) и потому называется обыкновенным лучом. Плоскость, содержащая направленный к кристаллу луч и перпендикуляр, восставленный к грани кристалла в точке входа в нее луча, называемая плоскостью падения луча, достаточно продолженная, содержит в себе и преломленный в кристалле и выходящий из кристалла лучи. Не то представляет другая часть раздвоившегося луча, которая в кристалле и по выходе из него лежит в плоскости, вообще составляющей некоторый угол с плоскостью падения луча. По причине такого необыкновенного преломления луча ему и дано название необыкновенного. Образовавшиеся два луча различаются между собой еще тем, что обыкновенный луч имеет постоянный показатель преломления, каково бы ни было направление падающего луча, а показатель необыкновенного луча не только не одинаков при различных плоскостях падения луча, но непостоянен даже при изменении угла падения луча в одной и той же плоскости за исключением одной (см. ниже).

Исландский шпат кристаллизуется в форме ромбоэдра (см. черт. 10 ). Линия, соединяющая вершины двух противоположных телесных углов, составленных каждый тремя тупыми плоскостными углами ромбических граней, называется осью кристалла. Всякий луч, который после преломления направится по оси кристалла или по направлению, ей параллельному, не раздваивается. Ось кристалла и всякая линия, ей параллельная, называется оптическою осью кристалла; плоскость, проведенная через оптическую ось перпендикулярно к грани кристалла, называется главным сечением кристалла. Если плоскость падения луча совпадает с главным сечением кристалла и направление преломленного луча не совпадает с осью кристалла, то происходит раздвоение луча, но обе части его остаются в главном сечении. В случае падения луча в плоскости, перпендикулярной оси, обе части луча, и обыкновенная и необыкновенная, также остаются в этой плоскости и, кроме того, необыкновенный луч имеет в этой плоскости (и только в ней одной) постоянный показатель преломления. Его численная величина есть 1,48654, а луча обыкновенного = 1,65846 [2] ; в других плоскостях падения необыкновенный луч имеет для каждого угла падения особенный показатель преломления, у которого численная величина заключается между вышепоказанными. На какую бы грань кристалла ни падал луч и какое бы направление он ни имел, в случае раздвоения луча всегда из другой грани, если она параллельна первой, выходят лучи обыкновенный и необыкновенный, параллельные падающему лучу. Образующиеся раздвоением падающего луча (для определенности положим, что падает солнечный луч), лучи обыкновенный и необыкновенный обладают еще другими особенными свойствами, отличающими их и от падающего луча, и между собою. Солнечный луч при всяких направлениях падения на грань кристалла выходит из другой грани, параллельной первой, в виде двух лучей, сила света каждого из которых равна половине силы света луча до раздвоения (если не считать некоторой потери при отражениях от граней кристалла). Обыкновенный же или необыкновенный лучи, каждый отдельно принятый на (второй) кристалл исландского шпата, хотя вообще и разделяются — каждый на два луча, но вновь образовавшиеся части вообще не имеют равной силы света. Такое равенство обнаруживается, однако, в том случае, когда плоскость главного сечения второго кристалла составляет угол в 45° (или 45°+90°, или 45°+180°, или 45°+270°) с главным сечением кристалла, из которого вышли лучи обыкновенный и необыкновенный. Эта новая особенность обоих лучей (изменяемость силы света при изменении угла между сечениями кристаллов), приобретенная ими при раздвоении, называется поляризацией, а сами лучи — поляризованными. Из второго кристалла при падении на него обыкновенного и необыкновенного лучей выходят 4 луча, имеющие одинаковую силу света при сказанном относительном положении главных сечений кристаллов. Принимая эти 4 луча на третий кристалл, которого главное сечение составляет угол в 45° с главным сечением второго кристалла, можно увидеть, что из третьего луча выходят 8 лучей одинаковой силы. Со всяким новым кристаллом происходит новое удвоение числа лучей, но каждый из них будет вдвое слабее прежних. При этом всегда половинное число лучей будет иметь свойства обыкновенного луча, а другая — свойства необыкновенного. Дальнейшее различие между лучами обыкновенным и необыкновенным обнаруживается при дальнейшем их исследовании двойным лучепреломлением в кристаллах или отражением от зеркала и другими способами (см. Поляризация света). Для таких исследований отделяют один луч от другого, удерживая тот или другой непрозрачной пластинкой или употребляя для этого поляризующие призмы (см. это слово, а также Вращение плоскости поляризации).

Общий ход явлений при употреблении двух кристаллов исландского шпата заключается в следующем. Если главное сечение второго кристалла составляет продолжение такого же сечения первого или оба параллельны между собой, то два луча переходят из первого кристалла во второй без нового раздвоения. Раздвоение обнаруживается уже при небольшом повороте одного из кристаллов, следовательно, при небольшом угле между их главными сечениями. При этом лучи каждой новой пары (одной, образовавшейся из обыкновенного, другой — из необыкновенного) не будут равной силы света, но сравняются в этом отношении при угле поворота в 45°, причем один из лучей ослабевает, а другой усиливается. С увеличением угла поворота продолжает ослабевать один луч и усиливаться другой, т. е. они опять становятся неравными. При достижении прямого угла между главными сечениями из каждой пары остается только по одному лучу, но за прямым углом опять появляются две пары, состоящие из лучей неравной силы. Во второй четверти полного оборота происходят изменения, подобные прежним, и т. д. Во время полного поворота одного из кристаллов не происходит нового удвоения лучей при углах между сечениями кристалла в 0°, 90°, 180°, 270°.

В исландском шпате, как и во многих других кристаллах, только в одном направлении (но не по одной линии) луч не раздваивается; в них есть только одна ось симметрии, и такие кристаллы называются одноосными. В одних одноосных кристаллах показатель преломления необыкновенного луча меньше показателя обыкновенного: это — отрицательные кристаллы (исландский шпат); в других одноосных — наоборот (циркон). См. ниже табл. кристаллов.

В двуосных кристаллах имеются два направления, по которым не обнаруживается раздвоения луча (топаз), но из образующихся по другим направлениям двух лучей ни один не следует законам правильного преломления. Однако в кристалле могут быть проведены две взаимно перпендикулярные плоскости; в одной из них один из лучей следует обоим законам правильного преломления, в другой же плоскости правильно преломляется только другой луч. Показатель преломления одного луча не равен показателю преломления другого. Во всех других плоскостях оба луча выходят из плоскости падения луча и не имеют постоянных показателей преломления. Линия, разделяющая угол между осями пополам, называется средней линией; линия, разделяющая другой угол (дополнительный к первому до двух прямых) между осями, есть дополнительная. Средняя и дополнительная линия взаимно перпендикулярны и лежат в одной плоскости с осями кристалла. Плоскость, проведенная через среднюю линию перпендикулярно к общей плоскости осей, назыв. средним сечением; проведенная через дополнительную линию плоскость, перпендикулярная первой проведенной плоскости, есть дополнительное сечение. В этих именно двух сечениях происходит правильное преломление, в первом — одного, а во втором — другого луча. Угол между оптическими осями какого-нибудь кристалла имеет неодинаковую величину для лучей различной преломляемости (и разного цвета), т. е. существует дисперсия лучей. В одних кристаллах угол между осями для красных лучей больше угла для фиолетовых лучей, в других — наоборот (черт. 1).

Угол между осями для одного и того же цвета неодинаков в различных кристаллах (см. ниже табл. кристаллов). Измерение углов между оптическими осями основано на наблюдении фигур, появляющихся в поле зрения поляризационных приборов (см.), где между поляризующей и анализирующей частями их помещается кристалл, подлежащий исследованию. Появление этих фигур есть одно из явлений цветной, или хроматической, поляризации (см.).

Преломление в двуосных кристаллах поляризует лучи при раздвоении подобно тому, как и в кристаллах одноосных; но явление поляризации здесь сложнее, чем в исландском шпате. Двуосные кристаллы представляют кроме того, еще особый случай преломления и поляризации, когда падающий луч не остается одиночным при выходе из кристалла, но и не раздваивается, а образует полый световой конус, который, будучи принят на бумагу, образует на ней светлое кольцо. Это так наз. коническое лучепреломление (см.) было найдено в кристаллах аррагонита Лойдом по указаниям Гамильтона, кот. на основании математического исследования движения световых лучей в двуосных кристаллах предсказал существование конического преломления при известном направлении падающих на кристалл лучей. Коническое лучепреломление сопровождается и особенной поляризацией.

Причины двойного лучепреломления. Двупреломляющие кристаллы представляют многие физические особенности; их теплопроводность, электропроводность, упругость, частичное слепление неодинаковы по различным направлениям в противоположность телам аморфным или кристаллам правильной системы, в которых скорость распространения тепла и электричества, а также упругость независимы от направления (см. Кристалл). В этих последних телах и скорость распространения света по всем направлениям одинакова, тогда как в двупреломляющих кристаллах — различна. В пользу последних заключений есть, кроме аналогий, еще и прямые доказательства. Скорость распространения света (см.), по непосредственным измерениям, больше в воздухе, чем в воде в отношении 4 к 3; это отношение 1,33 есть в то же время показатель преломления (см.) света в воде. Вообще можно заключить, согласно и с установившимися теоретическими взглядами на распространение света, что чем более показатель преломления света в какой-нибудь среде, тем менее в ней скорость распространения света. В исландском шпате постоянный показатель преломления обыкновенного луча больше переменного показателя необыкновенного луча; следовательно, обыкновенный луч распространяется в исландском шпате медленнее необыкновенного луча. Точнее: световая волна обыкновенного луча движется медленнее волны необыкновенного луча. Световые волны происходят, по теории, от колебательных движений эфира, сложных в солнечном неполяризованном свете, но простых в поляризованном. Луч поляризованного света происходит в простейшем случае от колебательного движения эфира по прямой линии. Эфирные колебания солнечного луча при вступлении его в исландский шпат распадаются на два прямолинейные и взаимно перпендикулярные колебания. А так как эфир, помещающийся в междучастичном пространстве, под влиянием неодинакового распределения частиц кристалла по разным направлениям сам получает неодинаковую упругость, то и колебания, происходящие по двум различным направлениям в кристалле, не могут распространяться в нем с одинаковой скоростью. Потому образуются две раздельные волны и два раздельных луча с различными показателями преломления.

Необходимость допустить различие в расположении частичек тела по разным направлениям в двупреломляющем кристалле подтверждается разнообразными опытами: напр., свет, проходящий через ряд стеклянных призм, раздваивается в них при продольном сжатии их прессом; но раздвоение пропадает, когда сжатие уничтожено. Явления хроматической поляризации (см.) происходят только в двупреломляющих телах и обнаруживаются при всяких в строении тел изменениях, даже столь слабых, когда раздвоение лучей еще незаметно. Наоборот, существование хроматической поляризации при прохождении света через тела при некоторых условиях, доказывая неоднородность их строения по разным налравлениям, служит признаком возможной двупреломляемости этих тел. Стекла нагретые и быстро охлажденные; стекла, подвергнутые сгибающему действию пресса; стекла, звучащие от продольных колебаний; многие твердые и жидкие тела, помещенные в электрическом поле, — все эти тела обнаруживают признаки Д. лучепреломления. Явления вращения плоскости поляризации (см.) могут происходить только в двупреломляющих телах, а так как многие растворы и некоторые самостоятельные жидкости (скипидар) производят такие явления, то и они суть двупреломляющие, т. е. имеют строение, различное по разным направлениям, по крайней мере в частицах, если не в массе. Явления хроматической поляризации происходят неодинаково в кристаллах одноосных и двуосных; наблюдение таких явлений дает средство отличать одного рода кристаллы от других.

Искусственное подражание одноосному кристаллу можно получить, напр., сжимая стеклянный куб по нормальному направлению к какой-нибудь его грани; по этому направлению частицы будут сближены, и упругость светового эфира от действия на него частиц тела изменится; по всем же направлениям, перпендикулярным к первому, расположение частиц, а также и упругость эфира будут одинаковы, но отличны от первого. Если стеклянный куб, сжатый уже, положим, по вертикальному направлению, сжать, кроме того, но с меньшей или большей силой, по горизонтальному направлению между двумя взаимно противоположными гранями, то в этом кубе по трем взаимно перпендикулярным, направлениям (аа, bb, cc — черт. 2) плотность и упругость тела будут различны, а также упругость эфира будет наибольшей по одному из этих, наименьшей по другому и промежуточной по третьему. Строение стекла, таким образом сжатого, уподобляется строению двуосного кристалла. Сжимая одноосный кристалл по направлению, перпендикулярному его оси, можно обратить его в двуосный (Муаньо и Солейль, Пфафф). Наоборот, при нагревании двуосного кристалла, происходящее от того расширение его по различным направлениям, будучи неодинаково, может изменить строение кристалла настолько, что угол между двумя осями уменьшается (Френель) и, если этот угол был невелик, обе оси сольются в одну, т. е. кристалл сделается одноосным (кристаллический гипс, по опытам Брюстера).

Построение хода лучей в одно- и двуосных кристаллах. Если на некоторой точке поверхности аморфного тела (напр., стекла) произойдет колебательное движение светового эфира, то внутри этого тела колебания распространяются с одинаковой скоростью по всем направлениям. По истечении некоторого очень малого промежутка времени последние частицы, пришедшие в движение, будут размещены на поверхности полушара (на чертеже 3 — полукруг, т. е. образуется волна шаровой поверхности. Сложные колебания этой частицы эфира на поверхности двупреломляющего одноосного кристалла распадаются внутри его на два простых колебания. Одно, соответствующее обыкновенному лучу, образует шаровую волну; другое, соответствующее необыкновенному лучу, образует эллипсоидальную волну (на чертеже 4 — полукруг и половина эллипса). Если на поверхность MN стекла (черт. 5) падают параллельные лучи Sc и S′n, то первый дойдет до точки с прежде, чем второй до точки n, и потому из с уже успеет образоваться полушаровая волна, когда колебание второго луча только что коснулось точки n. Линия nm есть касательная к шару; линия ck, перпендикулярная к касательной, покажет направление преломленного луча.

Если же лучи Sc и S′n упадают на двупреломляющий кристалл, то образуются из точки с две волны, изображенные на черт. 6 полукругом и полуэллипсом. Из точки n проводим касательную к кругу и касательную к эллипсу. Проведенные из точки с линии ck, ct, перпендикулярные каждая к одной из касательных, изобразят направления лучей обыкновенного (ck) и необыкновенного (ct) [3] . В этом заключается в главных чертах построение, данное Гюйгенсом, позволяющее чертежом определить направление обоих лучей. Чертеж 6 относится к случаю, когда оба луча находятся в одной плоскости и когда ось кристалла параллельна линии nc (см. выше). Результаты построения Гюйгенса были найдены совершенно верными для всех случаев из сравнения построений с опытами (Волластон, Малюс, Билье, Бернар). Из подобного построения ясно обнаруживаются и случаи преломления, когда необыкновенный луч не содержится в плоскости падения луча.

Существование шаровой и эллипсоидальной волн наглядно доказывается следующим опытом (Десен — Desains). Параллельные лучи принимаются на маленькое выпуклое стекло, покрытое непрозрачной пластинкой с кольцевым прорезом и маленьким круглым отверстием в центре. За стеклом образуется полый световой конус, которого вершина придется в главном фокусе стекла; кроме того, по оси этого конуса проходит тонкий пучок лучей. Это стекло, у которого фокусное расстояние должно быть очень коротко, помещается перед одноосным кристаллом, так чтобы фокус пришелся на поверхности кристалла, а ось светового конуса была бы перпендикулярна к этой поверхности. Лучи после пересечения в фокусе образуют два конуса в кристалле — один с круговым, другой с эллиптическим кольцевыми основаниями, что и обнаруживается по выходе их из второй грани кристалла, которая должна быть параллельна первой. Осевой пучок конуса падающих лучей дает два круглых пятна в центре фигуры. В зависимости от положения граней кристалла относительно его оптической оси образуются или круг и эллипс, как показано на черт. 7, или два концентрические круга, или же круг и эллипс, имеющие общий центр.

Всякое изменение внутреннего строения тела, действуя изменяющим образом на плотность эфира, влечет за собою изменение скорости света; следовательно, изменение показателя преломления и затем раздвоение луча (хотя бы местное и слабое, а потому прямо не открываемое). Случаи же разделения падающего луча на три части неизвестны. Явления двойного лучепреломления исследованы во всей полноте при помощи математического анализа благодаря преимущественно трудам знаменитого Френеля (см. Свет, теория). Ниже следуют таблицы одноосных и двуоосных кристаллов с указанием их цвета и кристаллографических систем, к которым кристаллы принадлежат.

Кристаллы одноосные:

Положительные:

Киноварь, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), кошенилево-красного цвета, прозрачна.

Кварц, гексагональной системы (трапецоэдрическая тетартоэдрия), бесцветен и прозрачен (черт. 8).

Оловянный камень, квадратной системы (бурый, буро-красный и др. цветов).

Циркон, квадратной системы (буровато-красный, иногда бесцветный, прозрачный; черт. 9).

Шеелит, квадратной системы (пирамидальная гемиэдрия), желтовато-белый, полупрозрачный.

Отрицательные:

Идокраз, квадратной системы (зеленого цвета, прозрачен).

Турмалин гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), красного, бурого, зеленого и др. цветов, прозрачен и не прозрачен.

Изумруд, гексагональной системы (зеленого цвета, прозрачен).

Кальцит, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), бесцветен и прозрачен (черт. 10).

Апатит, гексагональной системы (пирамидальная гемиэдрия), желтовато-зеленого цвета, прозрачен.

Корунд, гексагональной системы (ромбоэдрическое отделение), голубого и розового цвета, прозрачен.

Здесь буква к означает угол или дисперсию осей для красных лучей, ф — фиолетовых лучей; углы между оптическими осями даны для желтых лучей, а именно той части спектра, где находится Фраунгоферова линия D (см. Спектр).

Угол между оптическими осями.
Ромбической системы:	Сера	для D	69°40′	к < ф
	Селитра	для D	7°12′
	Аррагонит	для D	18°11′	к < ф
	Топаз	для D	56°39′	к > ф
	Оливин	для Na	87°46′	к < ф
Эпидот (одно- клиномерной системы)	для красных лучей		73°48′	Следова- тельно, к > ф
Эпидот (одно- клиномерной системы)	для зеленых лучей		73°36	Следова- тельно, к > ф

Примечания [ править ]

↑ Можно также рассматривать через кристалл точку или линию, находящиеся в некотором расстоянии за кристаллом. Глаз наблюдателя может быть приложен к грани кристалла или удален от нее, раздвоение всегда видно, но в общем ходе лучей есть некоторые усложнения сравнительно с описанным в этой статье.
↑ Это суть показатели преломления желто-оранжевых лучей (линия D) по измерениям Маскара. Для линии А (в темно-красной части спектра) показатели преломления необыкновенного и обыкновенного лучей суть: 1,48285 и 1,65012, для крайнего фиолетового (линия Н) 1,49777 и 1,68330.
↑ Заметить надо, что направление лучей может отличаться от направления распространения волн. Направление необыкновенного луча определяется линией, проведенной к точке касания MN к эллипсоиду, а направление волны определяется линией, проведенною из центра колебания перпендикулярно к линии MN

ЭСБЕ
ЭСБЕ:Д
ЭСБЕ:19 полутом
ЭСБЕ:Опечатки
Словарные статьи Фёдора Фомича Петрушевского
Словарные статьи Сергея Фёдоровича Глинки
ЭСБЕ:Кристаллография

75%
Ссылка из Викиданных:Викитека
Ссылка из Викиданных:Викиданные
Ручная ссылка:МЭСБЕ
Викиданные:Страницы с элементами
Викиданные:Страницы с элементами без указания элемента темы
Опечатки:О2