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14 13光的双折射现象 一 双折射的概念 1 双折射现象 一束光线进入某种晶体 产生两束折射光叫双折射 方解石 o e 2 寻常光 o光 和非寻常光 e光 o光 遵从折射定律 e光 一般不遵从折射定律 e光折射线也不一定在入射面内 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 例如 方解石晶体 冰洲石 光轴是一特殊的方向 凡平行于此方向的直线均为光轴 二 晶体的光轴和光线的主平面 1 光轴 单轴晶体 只有一个光轴的晶体 如方解石 双轴晶体 有两个光轴的晶体 如云母 2主平面和主截面 主平面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面 一般情况下 o主平面与e主平面是不重合的 实验表明 o光是光矢量与o主平面垂直的线偏振光 e光是光矢量与e主平面平行的线偏振光 e光的主平面 o光的主平面 当光轴在入射面内时 主截面 o主平面 e主平面都重合 主截面 晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面 如图入射时 入射面就是主截面 o光和e光的振动方向是相互垂直的 方解石的主截面 三 惠更斯原理对双折射的解释 1 晶体的主折射率 正晶体 负晶体 在双折射晶体中 o光沿各向传播的速度相同 故o波波面为球面 表示o光的传播速度 对于o光 晶体的折射率 是与方向无关的常数 只由晶体材料决定 n0 ne称为晶体的主折射率 e光沿各向的传播速度不同 e波面为椭球面 O光与e光沿光轴方向传播速度相同 表示e光的传播速度 对于e光 晶体的折射率 与方向有关 不再是常数 正晶体 ne no 负晶体 ne no ve vo ve vo 以负晶体为例 利用惠更斯原理 做出单轴晶体中o光和e光的传播方向 2 惠更斯原理解释晶体的双折射 四 偏振棱镜 1 尼科尔棱镜 光轴 加拿大树胶 吸收涂层 自然光 e光 o光 方解石 自然光在AB面折射为o光和e光 o光以约76 入射到加拿大树胶层AC上 被AC面全反射 只有e光出射 产生偏振光 A B C D 2 沃拉斯顿棱镜 A B C D e光 o光 ABD的光轴平行于AB面 BDC的光轴与ABD的光轴垂直 3 洛匈棱镜 e光 o光 五 晶体的二向色性 某些晶体对o光和e光的吸收有很
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