Direcciones de vibración

Cuando un rayo de luz atraviesa un medio anisótropo se divide en dos rayos:

1. El rayo ordinario (ω). Rayo que pasa a través de un mineral anisótropo como pasaría a través de una sustancia isotropa (p. ej, una lámina de vidrio). De esta manera un rayo perpendicular al mineral pasa a su través sin desviarse.

2. El rayo extraordinario (ε). Este rayo se produce y refracta, casi con incidencia normal, cuando la luz pasa a través de un mineral anisótropo. Cuando se gira el mineral, el rayo describe un círculo alrededor del rayo ordinario.

3. Los dos rayos pueden verse claramente situando un cristal de espato de Islandia sobre una pequeña mancha y observando la doble imagen que se produce; uno de los puntos se moverá en una trayectoria circular alrededor del otro, según se vaya rotando el cristal. Los dos rayos son poralizados en direcciones perpendiculares entre sí, que corresponden a las dos direcciones de vibración del mineral. Los rayos se originan debido a que, en un medio anisótropo, el frente de onda no es perpendicular al rayo excepto en ciertas direcciones. En un medio isótropo, el frente de onda es perpendicular al rayo en todas las direcciones. Como los rayos ordinario y extraordinario, ω y ε respectivamente, corresponden a índices de refracción diferentes, también poseen velocidades diferentes, y bien el rayo ω o el ε pueden ser el más rápido. Se ha utilizado la polarización de los rayos ordinario y extraordinario como un medio de producir luz polarizada en el prisma de Nicol. Debido a la diferencia de velocidad que hay entre los dos rayos existe un retardo entre la luz que pasa a lo largo de «cada» trayectoria. Este retardo (R) es igual a la longitud de la trayectoria (d) multiplicada por la diferencia de los índices de refracción de los dos rayos (n₁-n₂):

R = d(n₁-n₂). Si d = 1,

entonces R = la birrefringencia.

(Pleocroísmo; Colores de polarización; Ejes ópticos).