雙折射性

雙折射和偏光化後分解形成的兩種振動方向互相垂直且傳播速度不等因而折射率也不同的偏光的性質，稱為礦物晶體的雙折射性。造岩礦物、玉石礦物和寶石多數都是光性非均質體，雙折射是所有非均質體具有的共同特徵，而非均質體的許多光學性質都與雙折射有關。 ^[1] 

雙折射現象的發現主要是冰洲石下的雙像。1669年，丹麥科學家巴塞林那斯首次發現。10年後，荷蘭物理學家惠更斯給出解釋：一束光進入冰洲石後分為兩束，兩束光傳播方向不同。冰洲石越厚，兩束光分得越開。這就是礦物晶體的雙折射性。 ^[1] 

當光線入射到礦物晶體之中時，一般都發生雙折射現象，發生雙折射和偏光化，分解成兩種振動方向互相垂直且傳播速度不等的偏光：常光（ o 光），服從折射定律，沿各方向傳播的o光速度、折射率相同；異常光（e 光），不服從折射定律，沿各方向傳播的光速度、折射率不同。晶體內存在着一個特殊方向，光沿這個方向傳播時不產生雙折射，即o光和e光重合，在該方向o光和e光的折射率相等，光的傳播速度相等。這個特殊的方向稱為晶體的光軸。光軸”不是指一條直線，而是強調其“方向”。 ^[1] 

具有光學各向異性的天然晶體即為雙折射晶體。光通過雙折射晶體時，會發生雙折射。雙折射晶體中有一個（或兩個）特殊的方向，當光沿着這個方向傳播時，不發生雙折射，這個方向稱晶體的光軸。若晶體只有一個光軸，則這類晶體稱單軸晶體，如方解石、石英、紅寶石和冰等的晶體，它們屬於六角、四方或三角晶系。若晶體有兩個光軸方向，則這類晶體稱雙軸晶體，如雲母、藍寶石、橄欖石和硫磺等的晶體，它們屬於正交、單斜或三斜晶系。當光入射某表面時，在雙折射晶體內，表面的法線和光軸所構成的平面稱該晶體的主截面。光在雙折射晶體內傳播時，o光光線與光軸所構成的平面稱o光主平面，e光光線與光軸所構成的平面稱e光主平面。o光的光矢量垂直於o光主平面振動，而e光的光矢量在e光主平面內振動。在單軸晶體中，o光沿各個方向傳播時，光速相同，與此相應的折射率稱o光折射率，記為no；而e光沿各個方向傳播時，光速不同，只在沿光軸方向傳播時，光速與o光光速相同，沿與光軸垂直的方向傳播時，光速與o光光速相差最大，與這個光速相應的折射率稱e光折射率，統稱為主折射率。 ^[1]