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?

A 回答 (1件)

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。
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らせん運動の周期は、入射角に依存しないということです。
(ただし、らせん運動の半径は入射角に依存します)

ベクトルの外積を使えば
 →F = q * →v × →B
です。ここでは「電子」は負電荷なので q>0 と定義すると
 →F = - q * →v × →B
となります。力の向きを考えるときには要注意です。

あとは、言葉と式ではイメージがつかめないので、ご自分で「3次元の絵」を描いて進めてください。
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http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/ro-renn/jibakadenn.html

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webで下記のページの(1.8.5)式に強度計算式がのっています。
http://66.102.7.104/search?q=cache:7n5U49JEdXAJ:www.nihonkai.com/higata/data/X-ray.pdf+%E5%9B%9E%E6%8A%98++lorentz+%E5%BC%B7%E5%BA%A6+%E7%B5%90%E6%99%B6&hl=ja&client=firefox-a
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Aベストアンサー

回折強度計算と実測の比較は大変難しい問題ですが,和書としては,
三宅静雄著:X線の回折(1969)朝倉書店
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古典電子半径,偏光因子,運動学的回折理論,動力学的回折理論,モザイク結晶,理想的不完全結晶,積分反射強度,等々に留意してゆっくりと勉学することが必要です.強度の計算についてはまず一個の電子による散乱強度,一個の原子による散乱強度,一個の単位胞による散乱強度を検討して,最後に結晶全体による散乱強度をチェックすることが必要です.


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