晶体光学基础2教学文案.ppt

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1、晶体光学基础23·偏光第一节光在晶体中的传播自然光经过反射、折射、双折射等作用，转变为只有一个固定振动方向的光波，称为偏振光，简称偏光。偏光振动面只有一个，因此以叫平面偏光。晶体光学中主要是利用平面偏光，很少利用自然光偏光显微镜研究晶体时是把自然光经过折射或选择性吸收作用转变为偏光。二·光的折射及折射率1、折射率的概念无论自然光还是偏光，当从一种介质传播到另一介质，在两介质的界面上将产生折射现象由于光在不同的介质中的传播速度不同，介质分界面上光发生不同程度的折射进入第二种介质入射角正弦与折射角正弦之比，对于两种固定的介质来说，是

2、一个常数。这就是折射定律。可以用公式表示：式中Vi:光在入射介质中（介质1）的传播速度，i:入射角Vr光在折射介质中（介质2）的传播速度，r:折射角N:折射介质对入射介质的折射率第一节光在晶体中的传播2、绝对折射率如果把真空作为第一种介质，任何物质相对于真空的折射率称为绝对折射率，简称折射率。空气的折射率为1.003即光在空气中的传播速度与真空中相近，通常把空气折射率近似看作1。从上式也可以看出，光在介质中的传播速度越大，折射率越小。晶体中光的传播速度总是小于真空，因而晶体中的折射率总是大于1。第一节光在晶体中的传播3、折

3、射率色散第一节光在晶体中的传播同一种介质的折射率大小视所用光波的波长而异对于同一介质，光波的波长与折射率成反比。同一介质在紫光中测得的折射率最大，在红光中测得的折射率最小晶体的折射率色散能力，是指晶体在两种波长中测定的N值之差，差值越大，色散能力越强，差值越小，色散能力越弱。如萤石色散能力弱，N紫－N红＝0.00686。金刚石色散能力强，N紫－N红＝0.05741不同状态的介质，色散能力也有差异，液体色散能力较固体强为了不受色散影响，测折射率宜在单色光进行，通常的利用黄光4、全反射第一节光在晶体中的传播光从光疏介质光密介质，入射

4、角会小于折射角，当折射角等于90度时，光线不再进入第二介质，而是全部从界面上反射回来，这种现象叫全反射此时的入射角称为临界角。可以用下式表示：只要知道了两种介质的N值的大小，即可得出临界角的大小。三、光在均质体及非均质体中的传播特点1、透明物质分类光性均质体和光性非均质体光性均质体光在其中传播的速度不因振动方向的不同而发生改变光在各个方向的传播速度不变，在均质体中任何方向上的折射率均相等，折射率值只有一个自然光入射均质体后仍然是自然光，偏光入射均质体后振动方向不发生改变等轴晶系及一切非晶质体都是光性均质体。不同均质

5、体中光的传播速度不同。第一节光在晶体中的传播光性非均质体光在其中传播时，其传播速度随振动方向的不同而发生改变的一类物质自然光进入光性非均体后，原任意方向振动的光波，就变成两个振动方向垂直的光波且此二光波的传播速度除个别方向外，一般是不等的。第一节光在晶体中的传播2、双折射现象：第一节光在晶体中的传播一轴晶只有一个方向不发生双折射，即一根光轴此类晶体有三方晶系、四方晶系、六方晶系体二轴晶有两个方向不发生双折射，即两根光轴此类晶体有斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系光入射非均质体，产生两条振动方向垂直的光波，这种现象称为双折射光波入射光性

6、非均质体中只有特定方向不产生双折射，不发生双折射的特殊方向称为光轴。第一节光在晶体中的传播一轴晶双折射的特点:一束偏光的振动方向永远垂直光轴传播速度及折射率值不变，称为常光,符号O表示常光的折射率值不随入射光波的振动方向的改变而改变，其折射率值用No表示另一偏光的振动方向在光波的传播方向及光轴所构成的平面内其传播速度与折射率值随光波的振动方向的改变而改变，称为非常光，以符号E表示，折射率值用Ne表示。一、光率体的概念光率体是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应的折射率值之间关系的一种光性指示体设想各方向入射的光波均通过晶体

7、的某点振动，在各方向上依其N值的大小按比例截取一线段，再把各线段的端点联结起来，即成光率体光率体是一立体图形，是从光波振动方向与相应的折射率的实际测量中抽象得出的概念，它形状简单，应用方便，是解释一切晶体光学现象的基础。各类晶体的光学性质不同，光率体亦不同第二节光率体光波在均质体中传播，其传播速度不因传播方向的改变而改变自然光入射后也不发生双折射，对于确定介质来说，折射率值为常数。按光率体作图法，其图形为一球体，任意一个通过光率体中心的切面为一圆形。第二节光率体二·均质体光率体1、光率体的构成当光线垂直石英C轴入射，振动方向垂直

8、C轴，N＝1.544，（No常光）。振动方向平行于C，N＝1.553，（Ne为非常光）。以此二线段构成椭圆的两轴，以Ne为旋转轴，得一旋转椭球体，即为一轴晶光率体（正光性）。这种光率体特点：其旋转轴为长轴（光轴），光线沿光轴方向振动的折射率值大，垂直光轴方向振动