ويكيبيديا

علم البصريات البلورية: الفرق بين النسختين

تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
JarBot (نقاش | مساهمات)
17٬592٬533 edits
ط بوت:إضافة مصدر (1.2)، إزالة وسم مصدر
JarBot (نقاش | مساهمات)
17٬592٬533 edits
سطر 1:
'''البصريات البلورية''' هو فرع من ال[[بصريات]] ينطوي تحت بند انتشار الضوء (أو الأشعة) في المواد غير المتجانسة (anisotropic) كما هو الحال في الكريستال ([[بلورة|البلورات]])، حيث ينتشر الضوء بصورة [[تباين الخواص|متباينة الخواص]] تعتمد على إتجاه الإشعاع في الكريستال.<ref>{{مرجعاستشهاد ويب| مسار = https://bigenc.ru/text/2112965 | عنوان = معلومات عن علم البصريات البلورية على موقع bigenc.ru | ناشر = bigenc.ru}}</ref><ref>{{مرجعاستشهاد ويب| مسار = https://academic.microsoft.com/v2/detail/68481104 | عنوان = معلومات عن علم البصريات البلورية على موقع academic.microsoft.com | ناشر = academic.microsoft.com}}</ref> [[معامل الانكسار]] هنا ليس ثابتا وإنما يتكون من قسمين وتعتمد قيمتهما على بنية الكريستال (crystal structure) ويمكن حسابهما ب[[علاقة غلادستون ديل]].<br />
الكرسيستال بطبيعته متباين الخواص (له أكثر من معامل انكسار)، وفي بعض [[بلورات سائلة|البلورات السائلة]] يمكن تهييجها بحيث تصبح غير متجانسة الخواص عبر تسليط [[حقل كهربائي]] خارجي عليها.
 
سطر 10:
<math> \vec{E} </math>: [[حقل كهربائي|الحقل كهربائي]]
<math> \vec{P} </math>: [[استقطاب (فيزياء)|الاستقطاب]] الكهربائي (متجه [[عزم ثنائي قطب|العزم ثنائي قطب الكهربائي]]).<br />
فيزيائيا حقل [[استقطاب (فيزياء)|الاستقطاب]] يصف تفاعل المادة وإستجابتهاواستجابتها للحقل الكهربائي للضوء (الضوء بطبيعته الموجية المكونة من حقلين، أحدهما كهربائي والآخر [[حقل مغناطيسي|مغناطيسي]])
 
=== القابلية الكهربائية ===
سطر 23:
و <math> \varepsilon </math> هو عامل [[ثابت العازل|سماحية]] المادة. القيمة 1+χ يطلق عليها السماحية النسبية للمادة وترتبط مع [[معامل الانكسار]] (للمواد غير المغناطيسية) بالعلاقة التالية:<br />
:<math> n = \sqrt{ 1 + \chi} </math><br />
n هو معامل الإنكسارالانكسار
 
== المواد غير المتجانسة ==
سطر 41:
بما أن χ ليست قيمة ثابتة بل مصفوفة، فإن المتجه P ليس بالضرورة متناسب خطياً مع المتجه E.
في المواد غير المغناطيسية χij = χji، فإن محتوى χ يكون حقيقيا ومتطابق.<br />
بمراعاة [[نظرية طيفية|النظرية الطيفية]]، يمكن تحليل عناصر المصفوفة بإختيارباختيار المحاور الصحيحة، وبتصفير كل العناصر في المصفوفة ما عدا <nowiki>χ(xx), χ(yy) and χ(zz)</nowiki> ، هذا يُنتج العلاقات الرياضية التالية للإستقطاب في كل من الإحداثيات في المحاور الثلاثة:<br />
:<math> P_x = \varepsilon_0 \chi_{xx} E_x</math>
:<math> P_y = \varepsilon_0 \chi_{yy} E_y</math>
:<math> P_z = \varepsilon_0 \chi_{zz} E_z</math>
 
الإتجاهات <nowiki>z ،y ،x</nowiki> تعرف بأنها المحاور الرئيسية للمادة. هذه المحاور تكون متعامدة على بعضها في حالة أن المصفوفة χ مكونة من عناصر حقيقة (غير مركبة)، بمعنى أن معامل الإنكسارالانكسار (الذي يواجهه الضوء) في هذه الحالة أيضا حقيقي في كل الإتجاهات.<br />
بالعودة إلى [[معادلات ماكسويل|معادلة ماكسويل]] الرابطة بين الإزاحة الكهربائية والحقل الكهربائي، يمكن صياغتها كالآتي:
سطر 54:
حيث أن '''ε''' هو معامل السماحية النسبي للمادة (لاحظ أنه مصفوفة وليسة قيمة ثابتة هنا). ينتج عن ذلك أن [[معامل الانكسار]] هو أيضا ليس قيمة ثابتة وإنما مصفوفة متغيرة.<br />
=== مثال ===
لنفترض أن الضوء ينتشر بإتجاه المحور ع (z-axes) ولنفرض أنه [[استقطاب خطي|مستقطب خطياً]] بشكل موازي لمحور السينات (x-axes)، في هذه الحالة، فإن الضوء يتأثر بمصفوفة [[قابلية كهربائية|القابلية الكهربائية]] χ<sub>xx</sub> و بمعامل السماحية النسبي ε<sub>xx</sub>. لهذا يكون معامل الإنكسارالانكسار:<br />
:<math>n_{xx} = (1 + \chi_{xx})^{1/2} = (\varepsilon_{xx})^{1/2} </math>
نفس الأمر فيما لو كان إتجاه الإستقطاب موازيا لمحور الصادات (y-axes)، فتكون الصيغة:
:<math>n_{yy} = (1 + \chi_{yy})^{1/2} = (\varepsilon_{yy})^{1/2} </math>
وهكذا فإن هذه [[موجة ضوئية|الموجات الضوئية]] سوف تتعرض لمعاملين إنكسارانكسار مختلفين وسنتشر بسرعتين مختلفتين. هذه الظاهرة تعرف بظاهرة [[الانكسار المزدوج]] وتحدث في بعض من [[بلورة|البلورات]] المعروفة مثل [[كالسيت|بلورة الكالسيت]] وبلورة ال[[كوارتز]].
 
إذا كانت χxx = χyy ≠ χzz، فيطلق على البلورة في هذه الحالة [[بلورة أحادية|بلورة أحادية المحور]] (uniaxial crystal).أما إذا كانت χxx ≠ χyy ≠ χzz فيطلق على هذا النوع بلورة ثنائية المحور (biaxial crystal).<br />
البلورة أحادية المحور تتصف بأن لها معاملين إنكسارانكسار إثنين، أحدهما يوصف بأنه متسق (ordinary inex: no) للضوء المستقطب في المحورين x و y. والآخر بأنه استثنائي (extraordinary index: ne) عندما يكون الإستقطاب باتجاه المحور العمودي عليهما ولو جزئيا، أي باتجاه محور z.<br />
يطلق على البلورة الأحادية بأنها موجبة إذا كان ne > no وسالبة إذا كان العكس. الضوء المستقطب بزاوية عن المحاور x و y سيكون له سرعات زاوية مختلفة حسب قيمة كل جزء من الإستقطاب (في كل من المحاور)، ولا يمكن وصفه بمعامل الإنكسارالانكسار. عادة ما يستعمل [[مؤشر اهليجي|المؤشر الإهليجي]] لوصف إنتشارهانتشاره في هذه الحالة.
 
==انظر أيضا==
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/wiki/علم_البصريات_البلورية»