晶體的自然雙折射

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1、第九章晶體的自然雙折射光在晶體中的傳播雙折射§9.2光在晶體中的傳播,雙折射自然光一、雙折射的概念in1n2(各向異性媒質(zhì))re1.雙折射現(xiàn)象re光oo光光學(xué)性質(zhì)隨方向而異的晶體o光和e光在晶體中具有不同的傳播速度。o光在晶體中各方向的傳播速度都相同；e光在晶體中的傳播速度隨方向而改變。Polarizedlightproducedbydoublerefraction：雙折射(doublerefraction)：一束入射光經(jīng)各向異性介質(zhì)，常有分解為兩束折射光的現(xiàn)象，稱雙折射。2.尋常光（o光)和非尋常光（e光）（都是線偏振光）o光:遵從折射定律n1sini?n2sin

2、ro（ordinaryray）e光:一般不遵從折射定律(extraordinaryray）e光折射線也不一定在入射面內(nèi)。o光e光方解石晶體雙折折射射現(xiàn)現(xiàn)象CaCO3紙面e??o方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折射光光方解石雙晶體折光射光方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折光光射方解石雙晶體折光光射3.晶體的光軸(opticalaxis)：當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。102°A例如，方解石晶體光軸?光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。B單軸晶體：只有一個(gè)光軸

3、的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體方解石方解石的光軸通過A或B，并與三個(gè)會(huì)合鈍角的界面成等角的直線方向，就是方解石晶體的光軸方向（對(duì)于嚴(yán)格等棱長(zhǎng)的方解石菱體，即AB連線方向）與此平行通過晶體的直線都是光軸方向，常用表示續(xù)上4.主平面和主截面主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。o光的·e光的主平面·主平面··e光光軸o光光軸o光的振動(dòng)方向垂直于o光的主平面；e光的振動(dòng)方向平行于e光的主平面。主平面：包含晶體光軸和光線的平面。主截面：晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面。二.晶體的主折射率，正晶體、負(fù)晶體光矢量振動(dòng)方向與晶體光軸的夾角不同,光的傳播速度也不同，沿

4、晶體光軸方向o光和e光的傳播速度相同。光軸光軸v?to·········vo?t···········ve?t····cco光:n0?e光:ne??0?en0，ne稱為晶體的主折射率光軸ve?t正晶體:ne>no(?eve)負(fù)晶體:ne?o)光軸22n?nvo?tve?t2oe?ne????子波源2222nsin??ncos?oe負(fù)晶體(vo?o)惠更斯原理：媒質(zhì)中波動(dòng)到達(dá)的各個(gè)點(diǎn)都可以看作是新的波源，向各個(gè)方向發(fā)出子波。在任一時(shí)刻這些子波的包跡就是新的波陣面。1.光軸

5、平行晶體表面，自然光垂直入射····光軸晶體···e·oeoo光和e光在方向上雖沒分開，但速度上是分開的。產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。2.光軸平行晶體表面，且垂直入射面，自然光斜入射sinic····??n0·i··cΔtsinro?o·?oΔt?光軸?eΔtre·晶體sinic··??ner0·eesinre?eoo在此特殊情況下，o光、e光均滿足折射定律。3.光軸與晶體表面斜交，自然光垂直入射······晶體·光軸·光軸····方解石····oeoeoe此時(shí)e光的波面不再與其波射線垂直了§9.3圓和橢圓偏振光一、晶(波)片─相位延遲片晶片是光軸平行表面的晶體薄片。y光軸PA

6、eAxAAλAoe??線偏振光Ao光軸d通過厚為d的晶片，o、e光產(chǎn)生相位差：振幅關(guān)系從晶片出射的是兩束傳播方向相同、振動(dòng)方向相互垂直、頻率相等、相位差??的線偏振光，它們合成為一束橢圓偏振光。??3???,???,???時(shí)為圓偏振光422二、波（晶）片分類1.四分之一波片?1???ne?no?d??m?????m?0,?1,?2???4?從線偏振光獲得橢圓或圓偏振光（或相反）???——線偏振光→圓偏振光4???0,——線偏振光→線偏振光2????0，，——線偏振光→橢圓偏振光422.二分之一波片光軸Ae入=Ae出A出A入?1?????ne?no?d??m?????

7、m?0、?1、?2???2?A0出A0入使線偏振光振動(dòng)面轉(zhuǎn)過2?角度三、橢圓與圓偏振光的檢偏用四分之一波片和偏振片P可區(qū)分出自然光和圓偏振光或部分偏振光和橢圓偏振光。自然光在晶體（波片）內(nèi)產(chǎn)生的o光和e光雖然同頻率且振動(dòng)方向相互垂直，但它們之間無固定的位相差，這樣的光不能合成橢圓偏振光。四偏自然光分自然光振線偏振光片I不變之一（圓偏振光波線偏振光轉(zhuǎn)線偏振光動(dòng)I變,有消光片）以入射光方向?yàn)檩S四部分偏部分偏振光分偏振光振線偏振光片I變,無消光之一（橢圓偏振光波線偏振光轉(zhuǎn)線偏振光動(dòng)I變,有消光片）光軸平行最大光強(qiáng)或最小光強(qiáng)方向放置或光軸平行橢圓偏振光的長(zhǎng)軸或短軸放置檢