光的偏性晶体双折射.ppt

1、,3.35 晶体的双折射（要点）,晶体的双折射现象,光在单轴晶体中的波面图,(1)负晶波面图,(2)正晶的波面图,用惠更斯原理确定反射和折射光传播方向,(1)作图法确定光在各向同性介质,(2)用惠更斯作图法确定光在晶体,界面上的反射和折射光方向.,中的传播方向.,晶体绕入射光方向旋转, 寻常光(O光)不动,非常光(e光)随着晶体旋转.,1. 晶体的双折射现象,一束单色自然光垂直入射于晶体的表面,进入晶体后,变为两束光.,光学,光学,光轴,晶体,光学,光学,光轴:,晶体中有一个方向, 光沿这个方向传播不发生双折射, 这个方向叫做光轴. (也叫晶轴),例如：天然方解石晶体 一六面棱体,每一面都是菱

2、形,大角约为1020, 小角约为780.,2晶体的光轴、主截面和主平面,寻常光和非常光特点:,寻常光（O光）：,(1) 是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光;,(3) 沿各个方向折射率相同, 传播速度相同.,单轴晶体:,方解石,冰，石英，红宝石等。,(2) 符合折射定律和反射定律;,非常光(e光):,(1) 是振动面平行于自己的主平面的线偏振光;,(2) 一般不符合折射定律,在垂直于光轴的方向,(3) 沿不同的方向折射率不同, 传播速度不同.,当o光和e光的主平面相互平行时,两光的振动面互相垂直.,对于e光, 沿垂直于光轴的方向的折射率称为主折射率,记为ne.,传播时符合折射定律.,沿光轴的方

3、向折射率和速度与O光相同.,3晶体中o光与e光的相对光强,自然光入射： o光与e光的光强相等；,线偏振光入射，如图：主平面为xz平面,z,z,由图分析可得：,4.光在单轴晶体中的波面图,晶体可分为正晶和负晶.,neno的晶体, 叫做正晶. 如石英.,neno的晶体, 叫做负晶. 如方解石.,对于钠黄光,方解石晶体的折射率:,e光沿垂直于光轴的方向, 折射率最小, 速度最大.,对于钠黄光,石英晶体的折射率:,e光沿垂直于光轴的方向, 折射率最大, 速度最小.,(1)负晶波面图（以点光源为例）,O-xyz是方解石晶体内的三维坐标 o光在晶体内部各个方向速度相同，所以，经过t时间o光的波面图是球面；

4、e光不同方向速度不同，所以波面图是椭球面。 o光和e光在光轴方向上相切。,(2)正晶的波面图,e光波面图是长轴为vet, 短轴为vot, 在光轴方向上外切球面的椭球面.,钠黄光在石英晶体内折射率:,(1)作图法确定光在各向同性介质界面上的反射和折射光方向.,5. 用惠更斯原理确定o光和e光的传播方向,用惠更斯原理确定反射光的传播方向.,用惠更斯原理确定折射光的传播方向.,（a）方解石,光轴平行于入射面,平面波斜入射。,光轴,令Ac等于1.658, 取1为半径作圆,以o光波面半径 为短轴,令Ac等于1.486, 取1作长轴,作椭圆,(2)用惠更斯作图法确定光在晶体中的传播方向,.光在方解石晶体中的传播方向,.,.,o光,e光,A,C,B,光轴,（b）光轴垂直于入射面，平面波斜入射,(c)方解石,光轴,以1.486为 半径作半圆圆,以o光波面半径为短轴, 1.658为长轴作椭圆,光轴平行于入射面.,平面波垂直入射,(d)方解石 :,光轴平行于界面,光垂直入射到界面上.,空气,晶体,光轴,(a) 石英(正晶),光轴垂直于入射面,空气,晶体,光轴,以Ac为1.54,取1 作半径画圆, 作o光波面,以Ac为1.55,取1 作半径画圆, 作e光波面,.光在石英晶体中的传播方向,光垂直入射到界面上.,（b)石英：光轴垂直界面,空气,石英,补充作业,3.2如图3.2所示, 一束单色自然光由空