第五章光的偏振2.pptVIP

第二节 双　折　射 * 总结前述：从普通光源中获得线偏振光的方法 利用各向异性物质的二向色性 (偏振片) 物质对振动方向显现出吸收系数的不同 2.利用自然光在两个各向同性介质表面的反射 (布儒斯特仪) 物质对振动方向显现出反射系数的不同 3.利用各向异性晶体的双折射(晶体偏振器) 物质对振动方向显现出传播速度的不同 象 折射现 双 折射现 方解石晶体 CaCO 3 纸面 双折射现象 方解石 1.双折射 o 光 e 光 2. 寻常光和非寻常光 两折射光线中有一条始终在入射面内，并遵从折射定律，称为寻常光，简称 o 光 另一条光一般不遵从折射定律，折射线也不一定在入射面内，称非常光，简称 e 光 双折射现象 一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光线的现象。 一、各向异性晶体中的双折射 光 光 双 折 射 纸面 令方解石晶体绕光线旋转 光 光 双 折 射 纸面 光 光 双 折 射 纸面 光 光 双 折 射 纸面 · · · 方解石 o e e ? ? o · · · I Ie I0 转动晶体时，e光绕o光转动。 o 光 e 光的 偏振状态 均是偏振光 两者振动方向 近乎垂直 注：o光与e光仅在晶体内才有意义，在晶体外，无o光和e光的差别。 需要进一步解决的问题： 1) e 光在晶体内的传播方向？ 2) o 光 e 光的振动方向 ？ 需要先介绍晶体的基本知识 3. 晶体的光轴 在晶体内存在一个特殊方向，光沿此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 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。 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 78o 102o 78o 102o 分类：单轴晶体 双轴晶体 uniaxis crystal biaxis ~ 只有一个光轴方向 有两个光轴方向 方解石 (冰洲石) 石英 quartz 云母 蓝宝石 mica sapphire 人工拉制单轴晶体 ADP(磷酸二氢氨) 铌酸锂(LiNiO3) O.A. e光 光轴 e 光的 主截面 o光 光轴 o 光的 主截面 · · 光轴在入射面时,o 光主截面和e 光主截面重合,此时o 光振动和e 光振动相互垂直。一般情况下，两个主截面夹角很小，故可认为o 光振动和e 光振动仍然相互垂直。 (o光振动垂直o 光主截面) (e 光振动平行e 光主截面) 4. 主截面 主截面 晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面. 光轴与 o 光构成的平面叫 o 光主截面. 光轴与 e 光构成的平面叫 e 光主截面. 5. o 光和e光的相对强度 自然光入射：o光和e光等振幅 偏振光入射：o光振幅等于垂直于主截面的分量 　　　　　　e光振幅等于平行于主截面的分量 6. 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（理论分析见Ｐ３２２－３２４，自学）。 o光波面为球面，e光波面为旋转椭球面。 o光波速与方向无关，e光波速与方向有关，在光轴方向两波速相同（不产生双折射）。 o光传播方向与波面垂直，e光传播方向不一定与波面垂直（e光不是横波）。 光轴 光轴 o光 e光 光轴 光轴 正晶体 光轴 ? 光轴 ? 负晶体 ( 垂直光轴截面 ) ( 垂直光轴截面 ) ( 平行光轴截面 ) ( 平行光轴截面 ) * * * * *