OPTIQUE CRISTALLINEPrincipes physiques

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Lois de la réfraction

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Cristaux : indices ordinaires et extraordinaires

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L'optique cristalline englobe, à l'heure actuelle, non seulement l'optique des cristaux, mais aussi celle des corps liquides, solides ou gazeux dont l'arrangement atomique présente une asymétrie.

On qualifie d'«  isotrope » un corps qui a les mêmes propriétés dans toutes les directions. Dans les diélectriques, la permittivité ε est une constante, et l'induction électrique D est toujours parallèle à la direction du champ électrique appliqué E. Dans les corps que nous étudions, les forces de liaison entre les particules chargées dépendent de la direction du champ appliqué. La permittivité électrique n'est plus un scalaire, mais un tenseur (réel ou complexe). Le champ et l'induction électriques sont liés

par la relation fondamentale D = [ε] E.

Nous étudierons plus particulièrement deux propriétés fondamentales : la biréfringence rectiligne et le pouvoir rotatoire (ou biréfringence circulaire).

Dans une direction, à l'intérieur d'un corps doué de biréfringence rectiligne, peuvent se propager, sans déformation, mais avec des vitesses différentes, deux vibrations rectilignes dont les directions, perpendiculaires, sont complètement déterminées par les directions cristallographiques du milieu. Ces corps, dits « biréfringents », ne répondent pas aux lois classiques de la réfraction : un rayon incident donne naissance à deux rayons réfractés.

Les cristaux naturels sont souvent biréfringents, mais on peut faire apparaître des directions privilégiées dans des corps initialement isotropes sous l'action d'une contrainte mécanique (photo-élasticimétrie), d'un champ électrique (électro-optique) ou d'un champ magnétique (magnéto-optique).

Dans une direction, à l'intérieur d'un milieu doué de pouvoir rotatoire, peuvent se propager, sans déformation, mais avec des vitesses différentes, deux vibrations circulaires de sens contraire (d'où le nom de biréfringence circulaire). Lorsque ces vibrations circulaires ont même module, leur résultante est une vibration rectiligne qui tourne, au cours de la propagation, d'un angle proportionnel à l'épaisse [...]

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Pour citer l’article

Madeleine ROUSSEAU, « OPTIQUE CRISTALLINE - Principes physiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-cristalline-principes-physiques/