При распространении света вдоль оптической оси двойного лучепреломления не происходит.

Используя явление двойного лучепреломления, можно получить два плоскополяризованных в разных плоскостях луча. Если один погасить, то из кристалла выйдет один плоскополяризованный луч. Так сделано в призме Николя (сокращенно николь).

Призма Николя вырезается из кристалла исландского шпата. Две естественные грани AB и CD кристалла отшлифовываются так, чтобы угол уменьшился с 71° до 68° (рис. 49). Грани BA и CD образуют с оптической осью MN угол 48°.

Призму разрезают по диагонали BA и склеивают канадским бальзамом (прозрачный, оптически изотопный клей) с показателем преломления n = 1,550 (для света λ = 0,589 микрон).

Естественный свет S, попадая в кристалл, раздваивается на два луча необыкновенный e (n_e = 1,515) и обыкновенный o (n₀ = 1,658). Обыкновенный луч, попадая на слой канадского бальзама, претерпевает полное внутреннее отражение, так как n₀ > n (луч идет из среды более плотной в менее плотную) и, отражаясь, поглощается зачерненной гранью AD.

Из призмы выходит одни плоскополяризованный луч e. Такое устройство называется поляризатором.

Если на пути луча e поставить второй николь (анализатор), то, вращая последний, можно луч e совсем погасить. Это возникает тогда, когда главные плоскости луча e в поляризаторе и анализаторе будут взаимно перпендикулярны. Тогда по закону Малюса интенсивность света, прошедшего через 2 николя:

где I₀ – интенсивность света, падающего на первый николь; α – угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.
При α = π / 2 , I = 0 (скрещенные николи) поле зрения максимально затемнено.

На этом принципе устроен прибор, называемый поляриметром. Использование поляриметра для определения концентрации сахарного раствора основано на явлении вращения плоскости поляризации плоскополяризованного луча. Это явление наблюдается у оптически активных веществ. К ним относятся кристаллы кварца, киноварь, некоторые чистые жидкости и растворы (скипидар, никотин, камфара в бензоле, водные растворы сахара и глюкозы). Заключается это явление в том, что плоскость, в которой происходит колебание вектора магнитной напряженности (соответственно и ) поворачивается вокруг светового луча при прохождении через оптически активные вещества.

Явление вращения плоскости поляризации в основном обусловлено наличием асимметрии в строении отдельных молекул среды. Угол поворота вектора вокруг луча прямо пропорционален числу таких молекул, находящихся на пути луча. В растворах оптически активных веществ вращение плоскости поляризации пропорционально длине пути луча и концентрации раствора:

где d - плотность раствора; k = c / d – весовая концентрация (отношение массы активного вещества к массе всего раствора), т. е. k = m / (m + M) ; [α] – удельное вращение раствора, оно зависит от природы вещества и растворителя, длины световой волны и температуры. Формула (14-2) лежит в основе точного и быстрого определения концентрации водных растворов сахара.