La double réfraction, également appelée biréfringence, une propriété optique dans laquelle un seul rayon de lumière non polarisée pénétrant dans un milieu anisotrope est divisé en deux rayons, chacun voyageant dans une direction différente. Un rayon (appelé rayon extraordinaire) est courbé ou réfracté à un angle lorsqu'il se déplace à travers le milieu; l'autre rayon (appelé rayon ordinaire) traverse le milieu sans changement.
rayonnement: Double réfraction
En double réfraction, la lumière pénètre dans un cristal dont les propriétés optiques diffèrent le long de deux ou plusieurs axes cristallins. Ce qui est observé
Une double réfraction peut être observée en comparant deux matériaux, le verre et la calcite. Si une marque de crayon est dessinée sur une feuille de papier puis recouverte d'un morceau de verre, une seule image sera visible; mais si le même papier est recouvert d'un morceau de calcite et que le cristal est orienté dans une direction spécifique, alors deux marques deviendront visibles.
La figure montre le phénomène de double réfraction à travers un cristal de calcite. On voit un rayon incident se diviser en rayon ordinaire CO et en rayon extraordinaire CE en entrant dans la face cristalline en C. Si le rayon incident pénètre dans le cristal le long de la direction de son axe optique, cependant, le rayon lumineux ne se divisera pas.
En double réfraction, le rayon ordinaire et le rayon extraordinaire sont polarisés dans des plans vibrants à angle droit l'un par rapport à l'autre. De plus, on observe que l'indice de réfraction (un nombre qui détermine l'angle de flexion spécifique à chaque milieu) du rayon ordinaire est constant dans toutes les directions; l'indice de réfraction du rayon extraordinaire varie selon la direction prise car il a des composantes à la fois parallèles et perpendiculaires à l'axe optique du cristal. Parce que la vitesse des ondes lumineuses dans un milieu est égale à leur vitesse dans le vide divisée par l'indice de réfraction pour cette longueur d'onde, un rayon extraordinaire peut se déplacer plus rapidement ou plus lentement qu'un rayon ordinaire.
Tous les cristaux transparents à l'exception de ceux du système cubique, qui sont normalement optiquement isotropes, présentent le phénomène de double réfraction: en plus de la calcite, certains exemples bien connus sont la glace, le mica, le quartz, le sucre et la tourmaline. D'autres matériaux peuvent devenir biréfringents dans des circonstances particulières. Par exemple, les solutions contenant des molécules à longue chaîne présentent une double réfraction lorsqu'elles s'écoulent; ce phénomène est appelé biréfringence en streaming. Les matières plastiques constituées de molécules de polymère à longue chaîne peuvent également devenir doublement réfringentes lorsqu'elles sont comprimées ou étirées; ce processus est appelé photoélasticité. Certains matériaux isotropes (par exemple le verre) peuvent même présenter une biréfringence lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique ou électrique ou lorsqu'ils sont soumis à des contraintes externes.
