晶体的双折射.ppt

第一页，共十八页，2022年，8月28日 一.双折射现象 光线进入光学各向异性媒质(如方解石)后产生两条折射光线的现象，称为双折射现象。 天然的方解石晶体是双折射晶体 A B 第二页，共十八页，2022年，8月28日 象 折射现 o 光 方解石晶体 CaCO 3 双 e 光 纸面 折射现 第三页，共十八页，2022年，8月28日 晶体中的双折射现象 方解石 · · · o e · · · e ? ? o 以入射线为轴转方解石，光点o不动，e 绕o转，用偏振片检验，二者都是偏振光，且偏振方向互相垂直。 所以，利用双折射现象也可以获得线偏振光。 第四页，共十八页，2022年，8月28日 一条遵守通常的折射定律(n1sini =n2sinr)，折射光线在入射面内，这条光线称为寻常光线(ordinary rays)，简称o光。 n1 n2 i io ie (各向异 性媒质) 自然光 o光 e光 二、o光和e光 另一条光线不遵守通常的折射定律，它不一定在入射面内，这条光线称为非常光线(extraordinary rays)，简称e光。 第五页，共十八页，2022年，8月28日 产生双折射的原因: o光和e光的传播速度不同。 o光在晶体中各个方向的传播速度相同，因而折射率no=c/?o=恒量。 e光在晶体中的传播速度?e随方向变化，因而折射率ne=c/?e是变量，随方向变化。 由于o光和e光的折射率不同，故产生双折射。 第六页，共十八页，2022年，8月28日 三、光轴 主截面 主平面 （1）光轴 实验发现，在晶体内部存在着某些特殊的方向，光沿着这些特殊方向传播时，不发生双折射现象，这个特殊方向称为光轴。 应该注意，光轴仅标志一定的方向，并不限于某一特殊的直线。 102o 方解石 第七页，共十八页，2022年，8月28日 只有一个光轴的晶体，称为单轴晶体，如方解石、石英、红宝石等。有两个光轴的晶体称为双轴晶体，如云母、硫磺、蓝宝石等。 氯化钠属于立方晶系的晶体，各向同性，不产生折射 。 在光轴方向上，o光和e光的传播速度相同。 沿光轴方向入射的光束，通过晶体不分为两束光，仍沿入射方向行进。它是一个特征方向。 第八页，共十八页，2022年，8月28日 例、方解石晶体是由平行六面体构成的。 六面体每个面都是钝角1020和锐角780的平行四边形，A点和B点是三个钝角的会合点，A、B顶点称为钝隅。AB线与三条棱边的夹角相等。 方解石晶体的光轴方向就是从它的一个钝隅所作的等分角线方向，即与钝隅的三条棱成相等角度的那个方向。 第九页，共十八页，2022年，8月28日 若沿光轴方向入射，o光和e光具有相同的折射率和相同的波速，因而无双折射现象。 o光振动方向垂直于该光线（在晶体中）与光轴组成的平面。 e 光振动方向平行于该光线（在晶体中）与光轴组成的平面。 若光轴在入射面内，实验发现：o光、 e光均在入射面内传播，且振动方向相互垂直。 第十页，共十八页，2022年，8月28日 某光线的传播方向和光轴方向所组成的平面叫做该光线的主平面。 e光 光轴 e光的 主平面 o光 光轴 o光的 主平面 · · · · o光和e光都是线偏振光，o光的振动方向垂直于自己的主平面，e光的振动方向平行于自己的主平面 o光有o光的主平面，e光有e光的主平面 o光、e光的主平面可能重合， 也可能不重合 （2）主平面 第十一页，共十八页，2022年，8月28日 （3）主截面 由光轴和晶体表面的法线所组成的平面，称为晶体主截面。例如，方解石的主截面是一平行四边形。 第十二页，共十八页，2022年，8月28日 当光线在晶体的主截面内入射时, 主截面、o光和e光的主平面均重合。 no=1.658, ne=1.486 方解石的主截面 ? ? ? ? ? o e 第十三页，共十八页，2022年，8月28日