3光在晶体中的双折射.ppt

考思 题 两块方解石光轴平行放置 双像的距离与一块时比有何变化？ 如果转动其中的一块 将出现什么现象? * 总结前述：从普通光源中获得线偏振光的方法 利用各向异性物质的二向色性 (偏振片) 物质对振动方向显现出吸收系数的不同 2.利用自然光在两个各向同性介质表面的反射 (布儒斯特仪) 物质对振动方向显现出反射系数的不同 3.利用各向异性晶体的双折射(晶体偏振器) 物质对振动方向显现出传播速度的不同 §3 光在晶体中的双折射 一、各向异性晶体中的双折射现象 二、晶体的光轴 光线的主平面 三、 o光 e 光的振动方向 四、惠更斯原理确定晶体中光线传播方向 五、 晶体偏振器 象 折射现 双 折射现 方解石晶体 CaCO 3 纸面 双折射现象 一、各向异性晶体中的双折射现象 自然光进入各向异性晶体中 光线？ 方解石晶体 CaCO3 的同素异构体 现象： 1)两束折射光 服从折射定律 寻常光线 o 光 不服从折射定律 异常光线 e 光 演示 光 光 双 折 射 纸面 令方解石晶体绕光线旋转 光 光 双 折 射 纸面 光 光 双 折 射 纸面 光 光 双 折 射 纸面 2) o 光 e 光的 偏振状态 均是偏振光 两者振动方向 近乎垂直 需要进一步解决的问题： 1) e 光在晶体内的传播方向？ 2) o 光 e 光的振动方向 ？ 需要先介绍晶体的基本知识 二、晶体的光轴 光线的主平面 1.光轴(方向) 在这个方向上 不发生双折射 称这个特殊方向为晶体的光轴 注意： 光轴在晶体内 光轴是一个方向 光轴 光线在晶体内部沿着光轴方向传播 不发生双折射 实验上怎么操作才能使入射光线 进入晶体后沿光轴方向传播呢？ 必须令入射表面垂直光轴 空气 方解石 光轴 在空气中沿光轴方向入射 思考: 将下述情况与左图情况比较 78 0 102 0 78 0 78 0 102 0 102 0 光轴 方解石晶体的光轴（方向） 磨 抛光 分类：单轴晶体 双轴晶体 uniaxis crystal biaxis ~ 只有一个光轴方向 有两个光轴方向 方解石 (冰洲石) 石英 quartz 云母 蓝宝石 mica sapphire 人工拉制单轴晶体 ADP(磷酸二氢氨) 铌酸锂(LiNiO3) O.A. 2.光线的主平面 光线与光轴组成的平面称该光线的主平面 方解石 e o e光的 主平面 O光的 主平面 一般情况下 两个光线主平面不重合 特殊：光轴在入射面内 两个光线主平面重合 此时 两个光线的主平面可用入射面代替！ 三、o光 e 光的振动方向 我们知 o 光和 e 光 都是线偏振光 振动方向怎样说明呢？ 必须由各光线的主平面来说明 O.A. o o 光的振动垂直 o光的主平面 e光的振动在e光的主平面内 e 若 光轴在入射面内 则 两条光线的主平面就是入射面 o光的振动垂直入射面 e光的振动在入射面内 那么 两光偏振方向垂直 O.A. o o 光的振动垂直 o光的主平面 e光的振动在e光的主平面内 e 四、惠更斯原理确定晶体中光线传播方向 作图法确定单轴晶体中 o光和e光的传播方向 o光 e光的子波面 注意: 双折射的本质是传播速度的各向异性 o 光传播的速度在各方向相等(各向同性) e 光传播速度与方向有关(各向异性) 结论: o 光的子波面 一定是球面 e 光的子波面 肯定不是球面 是什么样呢? 给出两个实验事实： 1 ) 在光轴方向 e光的速度等于o 光速度 即等于Vo 2 ) 在垂直光轴方向 o 光e 光两个速度差别最大 与o 光速度差别最大的速度 记做Ve 结论: o 光的子波面 一定是球面 e 光的子波面 肯定不是球面 是什么样呢? 正晶体 方解石 按Ve与Vo关系不同将晶体分为正负两种 负晶体 石英 称为晶体的主折射率 当然主折射率与波长有关 通常给出光对钠D线(?= 0.5893?m)的折射率 光轴在入射面内 o光的子波面 e光的子波面 光轴垂直入射面 e光的子波面是以光轴为轴的旋转椭球面 负晶体的子波面 2.惠更斯作图 以例说明 例1 光轴在入射面内 自然光从空气斜入射至方解石晶体表面 空气 方解石 分析： o光