双折射现象PPT课件.pptx

方解石晶体折射现双折射现象纸面 §3双折射现象一.双折射现象 透过方解石晶体看字出现双像。光通过双折射晶体偏振片方解石双折射的两束光振动方向相互垂直自然光in1n2re(各向异性介质)e光roo光几个重要的概念1.寻常光（o光）和 非寻常光（e光）?寻常光（ordinary light）：遵从折射定律?非寻常光（extra-ordinary light）： (1)一般不遵从折射定律:当入射角改变时，(2)一般折射线不在入射面内。e?e?o??????o 方解石一束光入射到各向异性的媒质中分成两束(e,o)光的现象。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。e光的像纸面方解石 晶体双折射光光 o光的像当方解石晶体旋转时，o 光的像不动，e光的像围绕 o 光的像旋转。纸面方解石 晶体双折射光光继续旋转方解石晶体：纸面方解石 晶体双折射光光继续旋转方解石晶体：纸面方解石 晶体双折射光光继续旋转方解石晶体：纸面方解石 晶体双折射光光继续旋转方解石晶体：A光轴B方解石晶体的 光轴方向2. 晶体的光轴当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 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点是三个钝角的交合点,AB连线与三条棱边的夹角相等。实验发现AB的方向即方解石晶体光轴的方向。 A光轴光轴AB光轴B方解石晶体的光轴 注意：光轴是一个特殊的方向。凡平行于此方向的直线均为光轴。如果将A或B磨平，使磨面与光轴垂直，当光线垂直磨面入射时，就无双折射现象。 ?只有一个光轴的晶体称单轴晶体， 如方解石、石英,冰等；?有两个光轴的晶体称双轴晶体, 如云毋、硫磺，兰宝石等。 （我们只讨论单轴晶体的双折射）3 主截面：入射界面（晶体表面）的法线与光轴形成的平面。是与晶体相关的，与光线无关。 ·?e光的主平面o光的主平面·?·?·?e光o光光轴光轴4 主平面：晶体中的光线与光轴所形成的平面。o光主平面， e光主平面。 实验表明:O 光振动垂直其主平面；（记） e 光振动在其主平面内。（记）o光，e光的主平面可能重合， 也可能不重合；例。光轴方向.光e主平面（垂直屏幕）e光....o光主平面（垂直屏幕）o光.... 一般来说， o光主平面和 e光主平面并不重合。o光主平面和 e光主平面并不重合。注意： o光 有时是道，有时是点；e光亦然。通过选择合适的入射方向，可以使入射面与主截面重合。当光轴处于入射面之中,此时，o光主平面、e光主平面重合，且均与主截面重合。 注意：o光、e光只存在于双折射晶体内部，出射晶体后，就只是两束振动方向不同的线偏振光，无所谓O光、e光。双折射晶体的主截面和主平面光轴······vo?t···················3.2 晶体的主折射率，正晶体、负晶体惠更斯在研究双折射现象时提出:在各向异性的晶体中,子波源会同时发出o光、e光两种子波。 ? o光的子波，各方向传播的速度相同为 v0，点波源发出的波面为球面,振动方向始终垂直其主平面。 o光只有一种光速vo 一种折射率no光轴vo?tve?t ? e光的子波,各方向传播的速度不同。 各方向都有相应的折射率。 e 光在平行光轴方向上的速度与o光的速度 相同，为v0; e 光在垂直光轴方向上的速度与o光的速度相差最大，记为 ve，定义其相应的折射率为 ne.e光点波源发出的波面为椭球面,振动方向始终在其主平面内。n0 ，ne称为晶体的主折射率。光轴ve?tvo?t?子波源光轴ve?tvo?tne＜no 正晶体 (vo ve)?子波源(ve＞vo)， 负晶体 (vo ve )晶体可分为两类：?正晶体：ne＞no (ve＜vo)， 如石英、冰等。?负晶体：如方解石、红宝石等。负晶体是椭球。（记）3.3晶体的惠更斯作图法 针对光轴在入射面内的情形。入射光的波面分别为AB，Ao’B’，Ae’B’，（一）步骤：由1与入射界面的交点A向2作垂线，交于B点。AB即为入射光波面。则B到达界面时，A点的光已在介质中传播的时间为t=BB’/c。作O光波面：以A为中心，Vot为半径作球面，该球面与过B’的平面的切点为Ao’，AAo’即为O光的方向。作e光的波面：光轴与O光波面的交点也是光轴与e光波面的交点，为椭球面的一个轴，另一轴与该轴垂直，长度为Vet，可以作出椭球面，过B’点的平面与其切点为Ae’，AAe’为e光的方向。2、垂直入射时：ABABABWO，WeO,eO,eWoWeoooo●●eeee●●WoWe(1)光轴垂直于晶体表面且平行于入射面o、e光速度相同，方向相同，不发生双折射。(2)光轴平行于晶体表面且平行于