会聚光电光效应.ppt

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? 注意: o光和e光只有在双折射晶体的内部才有意义。 另一束光不遵守普通的折射定律,称非常光 (e光)。 即使入射角为0,折射角也不等于0,而且e光往往不在入射 面内。 o光和e光都是线偏振光。 二、晶体的光轴和主平面 天然方解石晶体的外形为平行六面体,每个表面都是平行 四边形(或菱形), 锐角为 78o8’ ? 78o 钝角为 101o52’ ? 102o 六面体共有8个顶角,其中2个由三面钝角组成(称为钝隅) ;而其余6个则由一个钝角和两个锐角组成。 方解石(冰洲石CaCO3) 能产生双折射的晶体是非立方晶系的晶体。 如方解石、石英、电气石、红宝石等。 102o 78o 一个晶面 钝隅 102o 方解石光轴方向是从它的一个钝隅所作的等分角线。即它与钝隅的三条棱边成等角。 单轴晶体和多轴晶体 1、光轴 晶体内存在一个特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时,不发生双折射现象,此特殊方向称为晶体的光轴。 注意:光轴不是指一条特定的直线,而是一特定的方向。 凡是与此方向平行的直线方向均为光轴方向。 一般晶体只有一个光轴,称为单轴晶体,例如冰洲石、石英、红宝石等; 钝隅 也有些晶体有两个光轴或更多的光轴,它们称为双轴晶体或多轴晶体, 如云母、硫磺、兰宝石等。 我们只讨论单轴晶体。 3、主平面 o光和e光都是线偏振光,且: 光轴 O 主平面 光轴 e 主平面   晶体中任何一条折射线与光轴所组成的平面叫做晶体 的主平面。 晶体中有两种主平面,即o光和e光的主平面。 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。 4、主截面 如果某入射面与光轴共面,则该入射面就称之为主截面。 若入射面为主截面,则o光、е光的主平面重合,此时ο、 е光的振动方向互相垂直。 三.双折射现象的定性解释 其中n0 ,ne 叫作晶体的主折射率, 发生双折射现象,主要是因为晶体的物理性质是各向异性。晶体中的介电常数?r与方向有关,因而光在晶体中的传播速度      与光的传播方向有关,从而光在介质中的折射率与方向有关。 沿光轴方向 沿垂直光轴方向 1、双折射中的速度特征 o光在各个方向上的传播速度相同: e光在各方向上的传播速度不相同: e光不满足普通的折射定律,但仍然把ne 叫作它的折射率。但此时ne不再是常数。  在各向异性的晶体内,传播速度既和振动方向(指o,e)有关,又和传播方向(是否沿光轴)有关。 2、o光和e光的子波面 o光的子波面  在各向同性媒质中,一子波源发出的波沿各方向的传播速度 均为V=c/n ,经?t后,形成的波面是一个半径为V?t的球面。   o光在单轴晶体中的传播规律与在各向同性媒质中一样。 因此,o光的子波面是球面。经?t后,形成的波面是一个半径 为Vo?t的球面。 e光的子波面 e光沿各个方向传播速度不同。沿光轴方向的传播速度与o光一样也是Vo;垂直于光轴方向的速度是Ve。 经?t后,e光的子波面是绕光轴方向旋转的椭球面。在光轴 方向,半径为 Vo?t ;在垂直光轴方向,半径为Ve?t. Vo Ve 光轴 3、正晶体和负晶体 正晶体 ? Vo >Ve e光的波面在o光波面内。 负晶体 ? Ve Vo e光的波面在o光波面外。   o光和e光的子波面在光轴方向上相切;在垂直光轴方向上, 两波面相距最远。 光轴 正晶体 负晶体 o光 e光 光轴 在垂直于光轴的方向上 例14-8 如图,将方解石晶体分成相等的两截再平移拉开一些距离,当一束与光轴成一定夹角的自然光通过它们后,最后的出射光应是: (A)一束光;(B)两束光;(C)三束光;(D)四束光 答:是两条。 当自然光从前块方解石出来之后,就分成o光和e光,由于前后两块晶体的光轴平行,因此,在前一块晶体中的o光和e光,进入第二块晶体时仍然保持o光、e光的性质不变,因而不发生双折射,所以最后出射光仍是两条。 如果,将后面晶体绕入射光线转过一个角度,则前、后两块光轴就有夹角了,因而,这时进入后面晶体的o光、e光将再次发生双

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