Doble refracció, també anomenada birefringència, una propietat òptica en la qual un sol raig de llum no polaritzada que entra en un medi anisotròpic es divideix en dos rajos, cadascun viatjant en una direcció diferent. Un raig (anomenat raig extraordinari) està doblegat o refractat, en un angle, mentre viatja pel mitjà; l'altre raig (anomenat raig ordinari) passa pel medi sense canvis.
radiació: Doble refracció
En doble refracció, la llum entra en un cristall les propietats òptiques de les quals es diferencien al llarg de dos o més dels eixos del cristall. El que s’observa
Es pot observar una doble refracció comparant dos materials, el vidre i la calcita. Si es dibuixa una marca de llapis sobre un full de paper i es recobreix amb un tros de vidre, només es veurà una imatge; però si el mateix paper està cobert amb un tros de calcita i el cristall està orientat en una direcció específica, aleshores es faran visibles dues marques.
La figura mostra el fenomen de la doble refracció mitjançant un cristall de calcita. Es creu que un raig incident es divideix en el raig CO normal i el raig CE extraordinari en entrar a la cara de cristall a C. Si el raig incident entra al cristall al llarg de la direcció del seu eix òptic, però, el raig de llum no es dividirà.
En doble refracció, el raig ordinari i el raig extraordinari es polaritzen en plans que vibren en angle recte els uns amb els altres. A més, s'observa que l'índex de refracció (un nombre que determina l'angle de flexió específic per a cada medi) del raig ordinari és constant en totes les direccions; l’índex de refracció del raig extraordinari varia segons la direcció presa perquè té components paral·lels i perpendiculars a l’eix òptic del cristall. Com que la velocitat de les ones de llum en un medi és igual a la seva velocitat en un buit dividit per l’índex de refracció d’aquesta longitud d’ona, un raig extraordinari pot moure’s més ràpidament o més lent que un raig normal.
Tots els cristalls transparents, excepte els del sistema cúbic, que normalment són òpticament isotròpics, presenten el fenomen de la doble refracció: a més de la calcita, alguns exemples coneguts són el gel, la mica, el quars, el sucre i la turmalina. Altres materials poden esdevenir birefringents en circumstàncies especials. Per exemple, les solucions que contenen molècules de cadena llarga mostren una doble refracció quan flueixen; aquest fenomen s’anomena streaming de birefringència. Els materials plàstics construïts a partir de molècules de polímer de cadena llarga també poden arribar a ser doblement refractius quan es comprimeixen o s’estenen; aquest procés es coneix com a fotoelasticitat. Alguns materials isotròpics (per exemple, vidre) poden fins i tot presentar birefringència quan es col·loquen en un camp magnètic o elèctric o quan se sotmeten a tensions externes.
