22 Descreva o comportamento optico de um cristal da Islândia. Por que isto é importante?
Passo 1
O enunciado pede para descrever como um cristal de espato da Islândia (calcita) se comporta opticamente e explicar por que isso é importante. O conteúdo central aqui é birrefringência em óptica geométrica.
Passo 2
O espato da Islândia é um cristal uniaxial negativo: ele apresenta dois índices de refração distintos—o ordinário
e o extraordinário
(com
). Quando um feixe de luz incide, ele se divide em dois raios, cada um obedecendo a um índice diferente.
Passo 3
O raio ordinário obedece à lei de Snell com o índice
e mantém velocidade constante em todas as direções no cristal. Já o raio extraordinário “vê” um índice efetivo que varia conforme o ângulo em relação ao eixo óptico, o que altera sua direção de propagação. Como os dois raios têm polarizações ortogonais, saem do cristal em direções ligeiramente diferentes, gerando duas imagens de um objeto.
Passo 4
Essa birrefringência foi fundamental para a descoberta da polarização da luz no século XIX. Com base nela desenvolveu-se o prisma de Nicol, usado para gerar luz polarizada, e atualmente é explorada em polarimetria, análise de tensões internas em materiais e em displays de cristal líquido (LCD).
Resposta
O espato da Islândia é um cristal birrefringente uniaxial negativo que divide luz incidente em dois raios polarizados ortogonalmente (ordinário e extraordinário) com velocidades e direções diferentes. Essa propriedade permitiu estudar e controlar a polarização da luz, originando dispositivos como o prisma de Nicol e aplicações em análise de tensões e em telas de LCD.