Dubbele lichtbreking in dubbelspaat

Datum: November 2018

Principe: Dubbelspaat bestuderen

Materiaal:

  • Doorzichtig calciet kristal
  • Vel papier met tekst

Uitvoering:

  • Leg het calciet kristal op het vel papier met tekst
  • Observeer

Resultaten:

Discussie:

Calciumcarbonaat (CaCO3), meestal kalk genoemd, is een van die materialen dat zich op verschillende manieren manifesteert. Zeer bekend zijn marmer en schelpen maar in de natuur vindt men het ook vaak als het mineraal calciet (kalkspaat). Normaal gesproken is het kleurloos of wit maar als er kleine verontreinigingen en/of metaaloxides in het materiaal zitten kan het een roodachtige, roze, paarse of bruinachtige kleur krijgen (denk aan de verschillende soorten marmer).

De heldere kristallen hebben nog een speciale eigenschap en dat is dat ze dubbelbreking (Engels: birefringence) vertonen, in die vorm noemt men ze ook wel dubbelspaat (Engels: Iceland spar). Het effect dat dubbelbreking heeft kan men op bovenstaande foto zien. Men ziet de woorden die op de onderliggende tekst vermeld staan dubbel.
 

Dubbelbreking is het verschijnsel dat een op een materiaal invallende lichtbundel wordt gesplitst in twee bundels die een verschillend pad volgen, en die verschillende polarisatie hebben. De heldere kalkspaat kristallen waar het hier om gaat werden vroeger in IJsland gevonden en bij splijting krijgt men makkelijk romboŽders, kristallen begrensd door zes ruiten (romben). Op de lichtstralen na die door de hoofdrichting van het kristal vallen worden alle andere invallende lichtstralen dubbel gebroken. Schematisch weergegeven in onderstaande figuur.

Literatuur:

  • R.J. Flink; 'Fysische Optica'; Nijgh & Van Ditmar; 1992; 1ste druk; ISBN 9023606728; p. 89-93.
  • Paul Tambuyser; "Mineralen herkennen"; 2003; ISBN 9090167145; p. 164.

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Opmerkingen:

  • Een helder calciet kristal kan men kopen bij bv bij Naturalis in Leiden of in een van die winkeltjes die mineralen verkopen.
  • Deze vorm van calciet is onder verschillende namen bekend:
    - Kalkspaat
    - Dubbelspaat
  • Mohs hardheid: 3.
    Kristalsysteem: trigonaal

Achtergrondinformatie:

Het verschijnsel dat een lichtstraal die door een kalkspaatkristal valt twee gebroken lichtstralen geeft werd door Erasmus Bartholinis in 1669 ontdekt en door Christiaan Huygens gedeeltelijk verklaard. Fresnel was degene die begin 19de eeuw de volledige verklaring gaf.

29/12/2018