Kristallooptika

Kristallooptika (kristallar va optika) — optika va kristallografiyaning chegaradosh sohasi; yorugʻlikning kristallarda tarqalishi qonunlarini oʻrganishni oʻz ichiga oladi. Nurning ikkilamchi sinishi, yorugʻlikning qutblanishi, qutblanish tekisligining aylanishi, pleoxroizm va boshqa K.da tekshiriladigan muhim hodisalar hisoblanadi. X. Gyuygens va O. Frenel yorugʻlikning toʻlqin nazariyasiga asoslanib, K. ning asosiy qonunlarini ishlab chiqishgan. Makroskopik elektrodinamika hozirgi zamon nazariy K. ning asosini tashkil etadi. Kristalldan oʻtayotgan yorugʻlik kugblanadi, yaʼni yorugʻlik nuri tarqalishiga tik tekislikda yotuvchi faqat bir yoʻnalishda tebranadi. Kristallning turli yoʻnalishlarida yorugʻlik nurining sinish koʻrsatkichlari har xil boʻladi. Kristallning har bir yoʻnalishiga mos keluvchi qutblangan yorugʻlik nurining sinish koʻrsatkichi p miqdorlarining geometik shakli kristallning optik xossalarini toʻla ifodalaydi va buni optik indikatrisa deyiladi. Umumiy holda u ellipsoida sirtidan iboratdir. Koordinatalari O nuqtadan boshlanadigan toʻgʻri burchaqli dekart sistemasida joylashgan ellipsoidning bosh oʻklaridagi p ning qiymatlari (px, pu, nz) ni kristallning bosh sindirish koʻrsatkichi, O nuqtasidan oʻtib, ellipsoidning aylanma kesimiga tik toʻgʻri chiziqni esa o p t i k oʻqi deyiladi. Bosh sindirish koʻrsatkichlarining qiymatiga qarab optik izotrop (px=p =nz) va bir oʻqli (px=p *nz) hamda ikki oʻkli anizotrop (pxFpu*pg) kristallarga boʻlinadi. Umumiy holda anizotrop kristallarda yorugʻlik turlicha tezlikka ega boʻlgan ikkita toʻlqin koʻrinishida tarqaladi. Yorugʻlik optik oʻklar boʻylab tarqalgandagiva bu toʻlqinlarning tarqalishi mos keladi.

Kub shaklidagi kristallar optik izotrop boʻlib, bitta sindirish koʻrsatkichiga ega boʻlsa, boshqa turdagi kristallar optik jihatdan anizotrop hisoblanadi, yaʼni bu kristallarda optik xususiyatlari va yorugʻlik nurlarining qutblanishi kristall yoʻnalishlari boʻyicha nurlarning tarqalishiga qarab turlicha boʻladi. Geksagonal, trigonal va boshqa signoniyaga kiruvchi ikkinchi tartibdan yuqori bitta simmetriya oʻkli kristallarning optik indikatrisasi aylanma ellipsoid shaklida boʻladi. Bunday kristallarda nurning ikkita sindirish koʻrsatkichi kuzatiladi. Agar kristall rang (tartib) li boʻlib, kub shaklida (optik izotrop) boʻlmasa, uning rangi oʻtayotgan nur tebranishining yoʻnalishiga qarab oʻzgaradi. Kristall bir optik oʻqli boʻlsa, ikkita asosiy rangga, uch oʻqli boʻlsa, uchta asosiy.rangga ega boʻladi. Pleoxroizm deb ataladigan bu hodisa kristallni oʻrganishga yordam beradi.

K.da kristall xossalarini aniqlash uchun optik doimiylari: nurning ikkilamchi sinishidagi kristallning sindirish koʻrsatkichlari, optik oʻklar orasidagi burchaqlar, optik indikatrisa holatini aniqlash usullari ishlab chiqilgan.

Kristallning dielektrik singdiruvchanligi ye oʻzgarmas qiymat boʻlmasdan tenzor qiymatga egadir. Shu qiymatga qarab kristall optik xususiyatlarining anizotropligi aniqlanadi, jumladan, toʻlqin tarqalishi tezligi va sindirish koʻrsatkichi kristallar yoʻnalishlariga bogʻliq boʻladi. Kristall xususiyatlarining oʻzaro bogʻliqligini hisobga oladigan Maksvell tenglamalari orqali yorugʻlik nurlarini kristallda tarqalishi hisoblanadi.

Ikki oʻqli kristallning optik indikatrisasi uch oʻkli ellipsoid; uning Ox, Ou simmetriya oʻklarini indikatrisaning bosh oʻqlari deyiladi; px, pu, pg bosh oʻqlar boʻylab sindirish koʻrsatkichlari; 1 va 2 — ellipsoidning ikkita doiraviy kesimi; O, O va O2 O, — kristallning optik oʻqlari.

K. da qutblovchi mikroskop, refraktometr va boshqa asboblar ishlatiladi. K. usullari bilan petrografiya va mineralogiyada minerallar va togʻ jinslarining tarkibi aniqlanadi. K. yordamida togʻ jinslaridagi moddalarning miqdorini aniqlash usullari ishlab chiqilgan. Yorugʻlik nurini ikkilamchi sindiradigan organik moddalar ham K. usullari bilan oʻrganiladi. Shisha, plastmassa kabi baʼzi moddalarga taʼsir etuvchi mexaniq kuch natijasida yorugʻlik nurining ikkilamchi sinishi kuzatiladi.

Oʻzbekistonda Sh. Vohidov va uning shogirdlari optik kristallarda radiatsion optik chidamliliklarini, kristallarning radiatsion sezgirliklarini oshirish va shu asosda golografiya uchun zarur xususiyatlar bera olish usullarini yaratdilar.

Adabiyot

• Shubnikov A. V., Osnovi opticheskoy kristallografii, M., 1958; Fyodorov F. I., Optika anizotropnix sred, Minsk, 1958; Born M., Volf E., Osnovi optiki [per. s angl.], M., 1973.