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《晶體光學(xué)性質(zhì)的觀測分析(預(yù)習(xí))》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、晶體光學(xué)性質(zhì)的觀測分析（預(yù)習(xí)報(bào)告）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜纹谧跃Ч鈱W(xué)性質(zhì)，晶體的消光現(xiàn)象，干涉色級序了解偏光顯微鏡原理及掌握其使用方法觀察晶體的類別、軸向和光性正負(fù)等過程，估計(jì)晶片光程差二、實(shí)驗(yàn)原理折射率與光的傳播方向和光矢振動方向有關(guān)的晶體稱為各向異性晶體。除立方晶系的品體外，所有的晶體都是各向界性品體。如:方解石、水晶、KDP、LiNbO3,BaTiO3等都是各向異性晶體。當(dāng)光通過各向異性晶體時(shí)，會產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，并表現(xiàn)出偏振性質(zhì)。當(dāng)光沿各向異性晶體傳播吋，總存在一個(gè)或I田i個(gè)方向不發(fā)生雙折射現(xiàn)彖，此方向稱為晶體的光軸，按晶體的光軸分，各向異性品體又可分為単軸晶和雙軸
2、晶，單軸晶只有一個(gè)光軸，如:四方品系、六方晶系、三方晶系的晶體;而雙軸晶則有西個(gè)光抽，女口:正交品系、単斜品系、三斜品系的品體。其中,折射率不隨入射光方向而變的稱為尋常光或。光（折射率為no），折射率隨入射光方向而變的稱為非尋常光或e光（折射率為ne）oo光和e光都是偏振光，并且它們的振動方向互相垂直。光波各矢量間關(guān)系較復(fù)雜，因此需要用一些圖形來直觀地表示出晶體中光波各矢量間的方向關(guān)系，及各傳插方向相對應(yīng)的光速或折射率在空間的取值分布，這些幾何圖形稱為晶體光學(xué)示性曲面。?折射率橢球（或光率體）就是描述晶體最常用的品體光學(xué)示性曲面，它是以主折射率為主值的橢球。鏡間不放
3、任何介質(zhì)或放入各相同晶體時(shí)，光線無法通過正交偏光鏡，所以視域是黑暗的；當(dāng),在正交偏光鏡I'可放人各相異晶體后，由于晶體雙折射效應(yīng)和晶片厚度、晶抽取向的不同而產(chǎn)生不同的干涉現(xiàn)象。如圖4亠4所示:在正交偏光鏡之間加入一晶片，其中PP表示起偏鏡（下偏光鏡）的振動方向,AA表示檢偏鏡（上偏光鏡）的振動方向,00表示晶片光軸方向（00平行于晶片,垂直于透光方向）。如透過起偏鏡的偏振光振幅為Aoe,光線到達(dá)厚度為d的晶片后，分解成振幅分別為Ae和Ao的e光和o光,e光和o光的振動方向分別平行和垂直00方向,00與PP的夾角為a,則e光和o光的振幅分別Ae=Aoecosa,Ao=
4、Aoesinao再經(jīng)檢偏鏡（上偏光鏡）后,Ae和Ao在檢偏鏡AA方向的投影。由于各frl異晶體e光和o光的折射率不同，其差值為△n=（ne-n0）,所以當(dāng)它們透過厚度為d的晶片后,必產(chǎn)生光程差△=d（ne-n0）或位相差a=27,d（ne-no）/入。由此可見:當(dāng)一束波長為入的光渡經(jīng)正交偏光鏡和晶片后國變?yōu)榇笮∠嗟榷駝臃较蛳喾?，頻率相同，位相差恒定的兩朿光（e光和o光），它們満足相干條件,如相遇必產(chǎn)生干涉。根據(jù)平面波迭加原理，其合成光波振幅：P圖4?1-4正交使光儻何的干涉現(xiàn)線A=Ah+Ah-24r
5、4oicos^=Al.sin22asin2[——(4-1-5)
6、其合成光強(qiáng)：AisinPasiidd（叫一嘰）在錐光干涉中，光錐屮有一系列的光通過晶片，而每一條光在晶片屮都有兩個(gè)互相垂直的振動方向，其折射率分別為no和ne。由圖4-1-8可知,愈到視域邊緣，光線方向?qū)獬閮A斜得愈厲害，雙折射率就愈大，與每一條光相對應(yīng)的光率體切面之形狀也就愈加長而扁。包含在PP咸AA）面內(nèi)的光與光軸組成的血是PP（或AA）面，即主截虬?非常光是在PP（或AA）面內(nèi)振動，而常光則在垂直PP（或AA）面內(nèi)振動。但由于來自下偏光鏡的光都是在PP面內(nèi)振動的線偏光，所以包含在PP面內(nèi)的光會全部從非常光的振動面內(nèi)通過，而包含在AA面內(nèi)的光則會全部從常光的振動
7、而內(nèi)通過，因此通過PP和AA面內(nèi)的光在通過晶片后，其偏振方向不會發(fā)生改變，都平行于下偏光鏡的偏振方向，與上偏光鏡的偏振方向垂直，無法通過上偏光鏡，因而在視域屮平行PP和AA方向就產(chǎn)生一個(gè)黑十字消光彫。嚴(yán)格講起來，只有位于PP和AA面內(nèi)的光才是絕對消光,而光錐中位于PP和AA面附近的光〃它們都會有極小一部分通過上偏光鏡而互相干涉，但由于人的眼睛對特別微弱的光感覺不到，所以此時(shí)用人限觀察仍然是暗的，就好象元光通過一樣，所以十字消光影是兩條有一定寬度的黑臂。對于雙折射率較低的晶體，要產(chǎn)生相同的光程差需要通過更長的距離（即離PP和AA面更遠(yuǎn)），因此消光影相應(yīng)地要粗些。哦動裁
8、物臺，消光彫的位置不發(fā)生變動，這是因?yàn)椴徽撦d物臺怎樣轉(zhuǎn)動,光錐中總是有部分光位于PP和AA面內(nèi)或其附近，因此消光影總是存在的，并且消光影始終與下偏光鏡和上偏光鏡的振動面平行。在單色光中產(chǎn)生的光抽干涉圖除了黑十字消光影外，還有互相交替的亮壞與暗環(huán)。這主要是因?yàn)楫?dāng)不包含在PP或AA面內(nèi)的光上升到晶片上時(shí)，原來平行PP方向的振動在晶片屮要分解為兩互相垂直的振動，由圖4-1-8可知,非常光總是在入射光線與光軸組成的主截面內(nèi)振動，而常光則在與之垂直的面內(nèi)振動。當(dāng)入射光與光軸斜交愈大時(shí)，一方面光在品片中走過的距離愈長，另一方面雙折射率愈大，所以從光錐的軸愈向外去，光程差就愈
