Dobbelt brydning, også kaldet birefringence, en optisk egenskab, i hvilken en enkelt stråle af upolariseret lys, der kommer ind i et anisotropisk medium, er opdelt i to stråler, der hver rejser i en anden retning. En stråle (kaldet den ekstraordinære stråle) bøjes eller brydes i en vinkel, når den bevæger sig gennem mediet; den anden stråle (kaldet den almindelige stråle) passerer uændret gennem mediet.
stråling: Dobbelt brydning
Ved dobbeltbrydning trænger lys ind i en krystal, hvis optiske egenskaber adskiller sig langs to eller flere af krystalakslerne. Hvad der observeres
Dobbelt brydning kan observeres ved at sammenligne to materialer, glas og kalsit. Hvis der tegnes et blyantmærke på et ark papir og derefter dækkes med et stykke glas, ses kun et billede; men hvis det samme papir er dækket med et stykke kalsit, og krystallen er orienteret i en bestemt retning, bliver to mærker synlige.
Figuren viser fænomenet dobbeltbrydning gennem en kalsitkrystall. Det ses, at en hændende stråle opdeles i den almindelige stråle CO og den ekstraordinære stråle CE, når den indtræder i krystalfladen ved C. Hvis den hændende stråle kommer ind i krystallen i retning af dens optiske akse, vil lysstrålen imidlertid ikke blive delt.
Ved dobbeltbrydning polariseres den almindelige stråle og den ekstraordinære stråle i plan, der vibrerer vinkelret på hinanden. Endvidere observeres brydningsindekset (et tal, der bestemmer bøjningsvinklen, der er specifik for hvert medium) af den almindelige stråle, at være konstant i alle retninger; brydningsindekset for den ekstraordinære stråle varierer afhængigt af den retning, der er taget, fordi den har komponenter, der både er parallelle og vinkelret på krystalens optiske akse. Da hastigheden af lysbølger i et medium er lig med deres hastighed i et vakuum divideret med brydningsindekset for denne bølgelængde, kan en ekstraordinær stråle bevæge sig enten hurtigere eller langsommere end en almindelig stråle.
Alle gennemsigtige krystaller undtagen de i det kubiske system, som normalt er optisk isotrop, udviser fænomenet dobbeltbrydning: ud over kalsit er nogle velkendte eksempler is, glimmer, kvarts, sukker og turmalin. Andre materialer kan blive ildfugle under særlige omstændigheder. For eksempel udviser opløsninger indeholdende langkædede molekyler dobbeltbrydning, når de strømmer; dette fænomen kaldes streaming af almindelighed. Plastmaterialer opbygget af langkædede polymermolekyler kan også blive dobbelt brydende, når de komprimeres eller strækkes; denne proces kaldes fotoelasticitet. Nogle isotrope materialer (f.eks. Glas) kan endda udvise dobbeltbrydelse, når de anbringes i et magnetisk eller elektrisk felt eller når de udsættes for ekstern belastning.
