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複屈折とは?

ふくくっせつ

屈折とは、光が一部結晶やガラスに入射したとき二つの屈折率の異なる光線に分かれて進む光学現象で、偏光や光学部品に深く関わります。

屈折(ふくくっせつ、英語:Birefringence)とは、光が特定の結晶や材料中を通過する際に、振動方向(偏光方向)の違いによって屈折率が異なるために、一本の光線が二本の光線(常光線と異常光線)に分かれて伝播する現象です。

通常の媒質では光は一種類の速度(屈折率)で進みますが、複屈折を示す媒質では光の振動方向によって速度が異なります。これを「光学的異方性」といいます。代表的な複屈折材料としては、方解石(カルサイト)・水晶(石英)・氷州石(アイスランドスパー)などが知られており、方解石の上に文字を置くと文字が二重に見える現象が教科書的な例として挙げられます。

複屈折の理解に重要な概念は以下のとおりです。

  • 常光線(ordinary ray):すべての方向に同じ屈折率を持つ光線
  • 異常光線(extraordinary ray):方向によって屈折率が変わる光線
  • 光軸:複屈折が生じない特定の方向

複屈折は液晶ディスプレイ(LCD)・偏光フィルター・波長板・レーザー光学系など、現代の光学・電子機器に広く応用されています。また、地質学では岩石の薄片を偏光顕微鏡で観察する際に鉱物の識別に活用されます。

使い方・例文

複屈折を示す方解石の透明な結晶(アイスランドスパー)の下に文字を置くと、文字が二重に見えます。液晶テレビや偏光サングラスにも複屈折の原理を応用した光学素子が使われています。

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