5. Các bước thực hiện đề tài
5.1.1.Tia sáng và pháp tuyến mặt sóng trong tinh thể hạng vừa
Ta xét tinh thể canxi, khi chiếu một tia sáng thẳng góc với mặt bản tinh thể canxi. Như ta đã biết khi vào tinh thể tia sáng bị tách thành hai tia: tia thường S0 và tia bất thường Se. Tia thường có phương của tia tới kéo dài. Tia bất thường lại lệch khỏi phương của tia tới, mặt dù tia tới đã cho vuông góc với mặt bản tinh thể, tia bất thường không tuân theo định luật khúc xạ của Descartes.
Ứng với hai tia có hai sóng sáng truyền đi. Sóng thường có mặt hình cầu, sóng bất thường có mặt sóng hình elipxôit tròn xoay (trục xoay trùng với quang trục tinh thể).
Chẳng hạn, sau một đơn vị thời gian tia S0 truyền được từ O đến A và tia Se truyền được từ O đến B (hình 5.1). OA và OB thể hiện tốc độ truyền sóng của hai tia S0 và Se. Tại điểm A và điểm B trên một diện tích nhỏ bé ta có thể thay đổi mặt sóng cầu và mặt elipxôit bằng hai mặt sóng phẳng 0 và e. 0 và e là hai mặt phẳng tiếp xúc với mặt sóng cầu và mặt sóng elipxôit tại A và B. Cả hai mặt sóng 0 và e song song với nhau
có cùng chung pháp truyến ON. ON nằm trên phương của tia tới. Tốc độ truyền của 0
và e lần lược là v0 và ve tương ứng với tốc độ dài của OA và OC, v0 và ve được gọi là tốc độ truyền của sóng thường và sóng bất thường theo phương truyền của ON.
Hình 5.1: Pháp tuyến mặt sóng (ON) của sóng thường (0) và sóng bất thường (e).
Trên hình ta thấy: tia thường và pháp tuyến mặt sóng của nó hoàn toàn trùng nhau, tốc độ truyền của tia sáng và tốc độ truyền của mặt sóng là hoàn toàn như nhau, giống như trường hợp của một tia sáng truyền trong môi trường đẳng hướng. Trong trường hợp tổng quát (phương truyền của sóng không ở vị trí đặc biệt đối với trục quang học của tinh thể, nghĩa là không trùng hoặc thẳng góc với quang trục), tia bất thường và pháp tuyến mặt sóng của nó không trùng nhau và tốc độ truyền khác nhau.
Tia sáng, đó là hướng truyền trong không gian của năng lượng ánh sáng. Mắt chỉ có thể nhìn thấy nguồn sáng khi nó bắt gặp tia sáng chứ không phải pháp tuyến mặt sóng.
Ta có thể coi pháp tuyến ON chẳng những là phương truyền của sóng thường ứng với tia S0 mà còn là phương truyền của sóng bất thường ứng với tia Se . Khi ta khuếch đại tia Se thành chùm tia song song Se (hình 5.2) và vạch các mặt sóng phẳng cách nhau từng
độ dài bằng nửa bước sóng (bước sóng có độ dài bằng s theo đường đi của tia bằng n
theo phương pháp tuyếnn s.cos, góc tia Se lệch khỏi pháp tuyến). Xét chuyển động của sóng trong một thành phần giới hạn của chùm sáng song song ta thấy phương chuyển động của sóng, tức phương truyền sóng là phương của pháp tuyến ON.