《晶体的自然双折射》PPT课件

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1、第九章晶体的自然双折射光在晶体中的传播双折射§9.2光在晶体中的传播,双折射自然光一、双折射的概念in1n2(各向异性媒质)re1.双折射现象re光oo光光学性质随方向而异的晶体o光和e光在晶体中具有不同的传播速度。o光在晶体中各方向的传播速度都相同；e光在晶体中的传播速度随方向而改变。Polarizedlightproducedbydoublerefraction：双折射(doublerefraction)：一束入射光经各向异性介质，常有分解为两束折射光的现象，称双折射。2.寻常光（o光)和非寻常光（e

2、光）（都是线偏振光）o光:遵从折射定律n1sinin2sinro（ordinaryray）e光:一般不遵从折射定律(extraordinaryray）e光折射线也不一定在入射面内。o光e光方解石晶体双折折射射现现象CaCO3纸面eo方解石双晶体折光光射方解石双晶体折光光射方解石双晶体折光光射方解石双晶体折射光光方解石双晶体折光射光方解石双晶体折光光射方解石双晶体折光光射方解石双晶体折光光射方解石双晶体折光光射3.晶体的光轴(opticalaxis)：当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方

3、向称为晶体的光轴。102°A例如，方解石晶体光轴•光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。B单轴晶体：只有一个光轴的晶体双轴晶体：有两个光轴的晶体方解石方解石的光轴通过A或B，并与三个会合钝角的界面成等角的直线方向，就是方解石晶体的光轴方向（对于严格等棱长的方解石菱体，即AB连线方向）与此平行通过晶体的直线都是光轴方向，常用表示续上4.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。o光的·e光的主平面·主平面··e光光轴o光光轴o光的振动方向垂直于o光的主平面；e光的振动方向平行

4、于e光的主平面。主平面：包含晶体光轴和光线的平面。主截面：晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面。二.晶体的主折射率，正晶体、负晶体光矢量振动方向与晶体光轴的夹角不同,光的传播速度也不同，沿晶体光轴方向o光和e光的传播速度相同。光轴光轴vto·········vot···········vet····cco光:n0e光:ne0en0，ne称为晶体的主折射率光轴vet正晶体:ne>no(e<o)vot子波源正晶体(vo>ve)负晶体:neo)光轴22nnvotvet

5、2oene子波源2222nsinncosoe负晶体(voo)惠更斯原理：媒质中波动到达的各个点都可以看作是新的波源，向各个方向发出子波。在任一时刻这些子波的包迹就是新的波阵面。1.光轴平行晶体表面，自然光垂直入射····光轴晶体···e·oeoo光和e光在方向上虽没分开，但速度上是分开的。产生双折射现象。2.光轴平行晶体表面，且垂直入射面，自然光斜入射sinic····n0·i··cΔtsinroo·oΔt光轴eΔtre·晶体si

6、nic··ner0·eesinreeoo在此特殊情况下，o光、e光均满足折射定律。3.光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射······晶体·光轴·光轴····方解石····oeoeoe此时e光的波面不再与其波射线垂直了§9.3圆和椭圆偏振光一、晶(波)片─相位延迟片晶片是光轴平行表面的晶体薄片。y光轴PAeAxAAλAoe线偏振光Ao光轴d通过厚为d的晶片，o、e光产生相位差：振幅关系从晶片出射的是两束传播方向相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差的线偏振光，它们合成为一束椭圆偏振光。3

7、,,时为圆偏振光422二、波（晶）片分类1.四分之一波片1nenodmm0,1,24从线偏振光获得椭圆或圆偏振光（或相反）——线偏振光→圆偏振光40,——线偏振光→线偏振光20，，——线偏振光→椭圆偏振光422.二分之一波片光轴Ae入=Ae出A出A入1nenodmm0、1、22A0出A0入使线偏振光振动面转过2角度三、椭圆与圆偏振光的检偏用四分之一波片和偏振片P可区分出自然光和圆偏振

8、光或部分偏振光和椭圆偏振光。自然光在晶体（波片）内产生的o光和e光虽然同频率且振动方向相互垂直，但它们之间无固定的位相差，这样的光不能合成椭圆偏振光。四偏自然光分自然光振线偏振光片I不变之一（圆偏振光波线偏振光转线偏振光动I变,有消光片）以入射光方向为轴四部分偏部分偏振光分偏振光振线偏振光片I变,无消光之一（椭圆偏振光波线偏振光转线偏振光动I变,有消光片）光轴平行最大光强或最小光强方向放置或光轴平行椭圆偏振光的长轴或短轴放置检