光学特性の結晶軸依存はどんなもの

質問

教えてください。

水晶とかの結晶の光学特性って、光の入射方向と結晶軸の角度に依存するものなんですか？

なにが、光学特性に影響が出るんでしょうか？

回答No.1

noname#11476 · ベストアンサー

水晶は複屈折性がありますので依存します。
厳密にいうと、光の入射方向と言うよりも、光の電場方向に依存します。
（なので、進行方向のみならず光の偏光方向も重要となります）

これは、その結晶の電気感受率（基本的に構成している原子、分子の構造から決まります）に異方性があるためにおきます。
どの方角から見ても同じに見える結晶構造であれば、等方的なので光の電場に対する方向依存性はありません。

非常に簡単に説明すると、
原子Ａ，Ｂの結合を考えたとき、その結合を担うのは電子軌道であり、この電子軌道が原子Ａ－Ｂ間で共有されるとすると、Ａ－Ｂ結合を正面から見たときと、横から見てＡ，Ｂが重なるようにして見たときの電子軌道は、非常に異なって見えます。
光電場が入射して、この電子軌道と相互作用する程度を表すものを電気感受率と呼びますが、物理的に見る方向によって軌道の形状が違う以上、この感受率が同じになると考える方が無理があるのは、イメージできると思います。

ガラスなどは、ランダムなアモルファス構造をしているので、平均化されてどこから見ても電気感受率に違いはありません。
結晶の場合は、等方的な構造であることはあまりないので、複屈折性を持っている方が一般的です。

＃プラスチックなどは、分子がランダムになっているときには複屈折はありませんが、一方向に引っ張るなどすると、分子が並ぶので、複屈折が発生します。
＃ちなみに液晶分子も同じで、これを利用してご存じの液晶ディスプレィが生まれました。

では。