Doppelbrechung

Als Doppelbrechung bezeichnet man in der Optik die Aufteilung eines Lichtstrahls in zwei Teilstrahlen (den ordentlichen und den ausserordentlichen Strahl), wenn er durch ein optisch anisotropes, meistens kristallines Material wie z.B. Kalkspat läuft.

Der ordentliche Strahl, dessen elektrisches Feld immer senkrecht zur optischen Achse des Kristalls steht, breitet wie in einem nicht doppelbrechenden Material aus. Das elektrische Feld des ausserordentlichen Strahls, der senkrecht zum ordentlichen polarisiert ist, hat eine Komponente parallel zur optischen Achse und eine Komponente senkrecht zu ihr. Beide Komponenten haben eine unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit $v_{\|}$ bzw. $v_{\perp }$, was dazu führt, dass der ausserordentliche Strahl sich im Material etwas geneigt bzgl. des ordentlichen Strahls ausbreitet.

Man kann zu den Ausbreitungsgeschwindigkeiten des ausserordentlichen Strahls Brechungsindizes definieren: $n_{e}=c/v_{\|}$, $n_{o}=c/v_{\perp }$, wobei c die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit ist. Die Differenz der Brechungsindizes $\Delta n=n_{e}-n_{0}$ ist ein Maß für die Doppelbrechung. Für Kalkspat ist $\Delta n=-0.172$.

Eng verwandt mit der Doppelbrechung ist der Dichroismus.