Но вернемся к опыту с исландским шпатом. Кристалл не только раздваивает луч, но и упорядочивает колебания электрического вектора. Векторы обоих лучей прочерчивают взаимно перпендикулярные линии. Следовательно, лучи поляризованы неодинаково, поэтому взаимодействуют они с кристаллом по-разному. Открытие было неожиданным. Надо сказать, что поляризованный свет интересен во взаимодействии с веществом. Именно здесь наиболее полно раскрываются его необычные свойства. Опыты с поляризованным светом позволили открыть такие свойства веществ, как двулучепреломление, оптическую активность, дихроизм.


С явлением двулучепреломления читатель познакомился на примере исландского шпата. Но не один исландский шпат обладает этим удивительным свойством. Достаточно вспомнить кристаллический кварц, теллур, флуорид магния. Список двулучепреломляющих кристаллов можно продолжить. Что же объединяет кристаллы? Они анизотропны. Это значит, что их свойства неодинаковы в разных направлениях. Этим кристаллы отличаются от изотропных веществ.


Рассмотрим, как ведет себя свет в анизотропной среде. Осветив кусок исландского шпата лучом света, ясно увидим, как луч раздвоился. При повороте кристалла лучи внутри него то удаляются, то приближаются один к другому. И, наконец, сливаются воедино. В этом направлении показатели преломления кристалла для обоих лучей уравнялись, и двулучепреломление отсутствует. Такое направление назвали оптической осью кристалла. Чем больше угол между падающим лучом и оптической осью, тем сильнее отличаются показатели преломления лучей. Наиболее велика их разность, когда луч перпендикулярен оптической оси. Эту разность стали называть показателем двулучепреломления при просто — двулучепреломлением. Она служит мерой двулучепреломляющих свойств кристалла. Особенно велико двулучепреломление у исландского шпата. Вряд ли найдется кристалл, способный соперничать с ним. У исландского шпата и кварца оптическая ось одна. Но в природе существуют и двуосные кристаллы, например, слюда.

При использовании анизотропных кристаллов возможны два наиболее интересных случая: когда луч перпендикулярен оптической оси кристалла и когда совпадает с ней. Вырежем, например, из кварца пластину вдоль его оптической оси и направим на нее линейно поляризованный свет. В этом случае, как отмечалось, свет расщепляется на два луча, поляризованные взаимно перпендикулярно. Пластина сдвигает фазу одного из  них относительно другого. Выходя из пластины, лучи интерферируют, и состояние поляризации света меняется. Оно может быть любым — эллиптическим, циркулярным или линейным. Все зависит от двух причин. Во-первых, от того, какую разность фаз Δ приобрели лучи, и во-вторых, от угла β между вектором поляризации и оптической осью кристалла.


Разность фаз для конкретной пластины постоянна, например, четверть-, полдлины волны и т. д. Ее определяют свойства самой пластины: толщина и двулучепреломление кристалла, из которого пластина выполнена. Поэтому такие пластины часто называют фазовыми. Следует помнить, что фазовые пластины меняют поляризацию света, но не его интенсивность.


Двулучепреломление можно создать искусственно и в изотропной среде, даже в обычном стекле. Для этого достаточно кусок стекла сжать или растянуть в одном направлении. Стекло деформируется и приобретает свойства одноосного кристалла, Его оптическая ось ориентируется вдоль направления растяжения или сжатия. Сдвиг фазы, вносимый в излучение сжатой стеклянной пластиной, зависит от приложенной силы. Механическую нагрузку можно заменить электрическим или магнитным полем. Таким образом, управляют анизотропными свойствами сред в модуляторах, дефлекторах, оптических затворах.