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1、知识点回顾,利用,晶体的双折射,可得到线偏振光,分界面的反射和折射,物质的二向色性,5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象,1、双折射现象:,一束光进入各向同性的介质(如液体、塑料、玻璃等)时,只产生一束折射光。,但一束光进入各向异性晶体(如云母、石英、方解石等)时,可产生两束折射光,称为双折射现象。,一、双折射现象,5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象,5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象,一、双折射现象,2.寻常(o)光和非寻常(e)光,演示,以入射方向为轴旋转方解石,二、光轴和主截面,特定的方向,晶体中光沿这个方向传播时,不发生双折射现象。,例如,方解石晶体(冰洲石),由钝隅引出的与三个棱
2、边成等 角的方向就是光轴。,沿此方向的直线均为光轴。,1. 光轴,2. 主截面,晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面,叫该光线的主截面。,一般, o光与e光的主截面不重合。,晶体双折射,如果光轴在入射面内,两主截面重合,o光的振动方向垂直于o光的主截面,e光的振动方向平行于e光的主截面,检偏结果:o光、e光都是线偏振光。,如果光轴在入射面内,两主截面重合, o光与e光的振动方向相互垂直。,注:若两截面夹角很小,常常将o光与e光的振动方向 看作近似垂直。,三、 o光与e光的相对光强,1. 自然光入射,考虑垂直入射的特殊情况(光轴在入射面内),2. 线偏振光入射,: 入射线偏振光的振动方向与光在
3、晶体内的主截面的夹角。,I,晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化,O,O,入射光振动面,晶体主截面,晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化,O,O,入射光振动面,晶体主截面,晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化,O,O,入射光振动面,晶体主截面,晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化,O,O,入射光振动面,晶体主截面,晶体绕入射光方向旋转时两束光的相对光强不断变化,O,O,入射光振动面,晶体主截面,讨论:,当晶体绕入射光方向旋转时, 两束光的相对光强不断变化,扩大入射光束使两束光相互重叠,无论晶体怎样转动,重叠部分光强度不变,波阵面为球面 o光,沿任何方向传
4、播速度相同,5.4 光在晶体中的波面,光轴方向,o光的波面,沿不同方向传播速度不相同 波阵面为旋转椭球面 e光,光在单轴晶体中传播时,沿着光轴方向传播的光, 速度都相同,不发生双折射。,e光的波面,o光: 沿着一切方向传播的速度都相同。 在晶体中的波面是球面。,e光: 在不同方向有不同的传播速度。 在晶体中的波面是旋转椭球面。 沿光轴方向传播, 速度与o光相同。 垂直于光轴方向传播, 速度与o光 相差最大。,o光和e光的波面,在光轴方向:两波面相切;,垂直于光轴方向:两波光速相差最大。,负晶体:no ne, vo ve (如方解石、电气石等) 旋转椭球面在球面之外 旋转椭球面的短轴等于球面的直
5、径。,在光轴方向:两波面相切;,垂直于光轴方向:两波光速相差最大。,例,强度为I的自然光,垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到 另一块完全相同的晶体上。两块晶体的主截面之间的夹角为, 试求当等于30时,最后透射出来的光束的相对强 度(不考虑反射、吸收等损失)。,解:,经第一块晶体后:,经第二块晶体后,相对强度为,5. 光在晶体中的传播方向,正晶体,负晶体,vevo,石英,方解石,一、单轴晶体内o光和e光的传播方向:负晶体为例,1. 以i角入射到晶体,光轴在入射面内,r0,晶体,i,vot,vet,A,B,D,e,o,re,vove,2. 光轴垂直于晶体表面,正入射,3. 光轴平行于晶体表面,正入射,光轴,晶体,不发生双折射,发生双折射,4. 光轴平行于晶体表面, 垂直入射面,正入射,二、单轴晶体的主折射率,o光主折射率,e光主折射率,特殊情况下,光轴 垂直于入射面时, 有,5.光轴平行于晶体表面,并垂直于入射面,平行光以入射角i1射到晶体表面。,惠更斯作图法画出入射自然光在方解石(负晶体) 中的双折射,标明o光、e光及振动方向。,棱镜由方解石(负晶体)制成。画出出射光的折射方向 和振动方向。,o光,e光,石英劈尖的偏振光干涉(等厚条纹),第五章结束,
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