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下图中的透明晶体是一块冰洲石(方解石),透过它我们可以看到下方的字出现了“重影”。旋转方解石晶体,其中的一重“影子”位置保持不变,而另外一重“影子”位置则会发生变化。

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这个展示的就是方解石晶体的双折射现象。当光线射入玻璃、水这样各向同性的介质时,产生的折射光只有一条,而且通过我们熟悉的折射定律就可以确定这道入射光的偏折角度。但当一束光射入方解石晶体时,却能够产生两道偏折角度不同、传播速度不同的折射光,这是由方解石晶体各向异性的光学性质决定的。如果透过偏振片观察,还会发现双折射产生的两道折射光都是偏振光,而且偏振方向彼此垂直。

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能产生双折射的晶体并不少见,因为除了立方晶系以外,其他的单晶体应该都具有各向异性的光学性质。不过在常见的双折射晶体里方解石应该算是演示效果最好的一种。

非晶态物质一般情况下不会出现双折射,但是在一定应力的作用下它们也可以变成各向异性的材料,这就产生了一种名叫“应力双折射”的现象。应力双折射在透明的塑料制品里经常可以观察到,现象也很漂亮。

动图来源及更多阅读:https://www.chemedx.org/blog/chemistry-rocks

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