방해석에 의한 복굴절

방해석은 탄산염 광물의 일종으로 주성분은 탄산칼슘(CaCO₃)입니다. 칼사이트(Calcite), 석회석이라고도합니다. 순수한 것은 무색 투명합니다만, 불순물이 포함된 것은 여러가지 색깔을 띠며, 특히 아름다운 것은 대리석으로서 취급됩니다. 방해석에 빛을 쬐면 빛이 결정 방향에 따라 두 개의 광선으로 나뉘며 통과합니다. 따라서 방해석을 통해 물건을 보면 사진과 같이 이중으로 보입니다. 이 현상을 복굴절이라고 합니다. 빛은 횡파이기 때문에, 다음 그림과 같이 진행 방향에 수직인 여러면에서 진동합니다. 이제 진공상태에서 광속을 c, 물질 속에서 광속을 v라고 하면, 굴절률 n은

n = c/v

로 표현할 수 있습니다. 이 방정식에서 물질 속에서의 빛의 속도가 바뀌면 굴절률이 바뀝니다. 방해석을 통과하는 빛은 진동면의 방향에 따라 속도가 다릅니다. 따라서 복굴절이 발생합니다.