双折射偏振光干涉旋光06精讲.pptVIP

赵言诚 散射光的偏振 当阳光射入地球大气层时，遇到大气分子而被散射，在高空没有多少尘粒子，故以分子散射 瑞利散射 为主，散射光的光强与入射光的波长四次方成反比。阳光所含的七种色中，紫、蓝、青光等的波长短，被分子散射便强烈，而波长较长的橙光、红光等被散射便弱，在高空的散射光便以紫、蓝、青光等为主，综合的效果便使天空呈蔚蓝色。 尘粒和水滴的尺度一般大于等于可见光，这里的散射以米散射为主，米散射不遵从分子散射那样的散射规律而是遵从更复杂的规律，和波长没有明显的关系，阳光被散射后基本上仍为白光，比如白云。 太阳光本身并不是偏振光，但当它穿过大气层，受到大气分子或尘埃等颗粒的散射后，便变成了部分偏振光。根据天空偏振光的图形，就可以确定太阳的位置。蜜蜂的偏光导航仪是在头部的复眼中。它的复眼是由6300只小眼组成的，每只小眼里有8个作辐射状排列的感光细胞，蜜蜂就是靠这些小眼来感受天空偏振光的。 *散射光偏振和导航 §5.4 双折射现象 宝石和双折射：从不同的方向看双折射的宝石，有机会看到 不同深浅的颜色，甚至不同颜色。切磨专家 在选择宝石的「台面方向」时，要顾及其不 同的色泽，选择颜色最美丽的方向作为台 面。 红宝石（含铬或铁 猫眼石 化学成分: AL2O3，三氧化二铝 结晶晶系: 三方晶系 晶体形状: 六方双锥和菱面体加六方柱 物理性质: 摩氏硬度计9:级（仅次于钻石） 比重: 4.00左右 折射率: 1.762 - 1.770 双折射率: 0.008 化学成份： 氧化铝铍 Beryllium Aluminate, BeAl2O4 晶系： 多是Orthorhombic Twin 晶系；三个晶系孪生，产生一种六方对称的外貌 硬度： 8.5 仅次于红、蓝宝 比重： 3.71 透明度： 高至不透明 折射率： 1.74 至 1.75 双折射： 0.009 e o o光（寻常光）——遵守折射定律 e光（非常光）——不遵守折射定律 所谓o光和e光，只在双折射晶体的内部才有意义，射出晶体以后，就无所谓o光和e光了。 用检偏器来考察从晶体射出的两光束时，就会发现它们都是线偏振光。 双折射光的偏振特点 光轴：光线在晶体中沿某一方向传播时不发生双折射现 象，这一方向称为晶体的光轴. 78o 102o 光轴 天然方解石晶体是一六面棱体,每一面都是菱形,大角约为102o, 小角约为78o. 六面体中有两个相对的分别由三个钝角围成的顶角, 连接这两个顶角, 与连线平行的方向既是方解石光轴的方向. 单轴晶体：只有一个光轴 如方解石、石英 的晶体 双轴晶体：有两个光轴 如云母、硫磺 的晶体 主截面：光轴和晶体表面光入射点的法线组成的平面。 法线 o光 e光 光轴 主平面：晶体中光（o光或e光）的传播方向与晶体光 轴构成的平面。 o光 光轴 o光的 主平面 · · · · e光 光轴 e光的 主平面 o光的振动方向垂直于o光的主平面； e光的振动方向平行于e光的主平面。 当o光和e光的主平面相互平行时,两光的振动互相垂直. 说明：当入射面和主截面重合一致时，e光的偏折依然在入射面内；当 入射面和主截面不一致时，则e光射线就可能不在入射面内。o光 的偏折总在入射面内。 寻常光（o光）： 1 是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光; 2 符合折射定律和反射定律; 3 沿各个方向折射率相同 no , 传播速度相同. 非常光 e光 : 是振动面平行于自己的主平面的线偏振光; 一般不符合折射定律,在垂直于光轴的方向传播时符合折射定律. 沿不同的方向折射率不同, 传播速度不同.沿光轴的方向折射率和速度为no与o光相同.沿垂直于光轴的方向的折射率称为ne. no 和ne成为晶体的主折射率。 晶体可分为正晶和负晶. ne?no的晶体, 叫做正晶体. 如石英. ne ? no的晶体, 叫做负晶体. 如方解石. 光在晶中体波面 光轴 e o e o ⊙ 光轴 O-xyz是方解石晶体内的三维坐标, t 0时刻自原点发出的光振动, 在t t时刻, o光振动传到以v0t为半径的球面上. 因此 ,o光的波面图是球面. 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. 负晶体 正晶体 e 光轴 e o ⊙ 光轴 波片 将单轴晶体切成的有一定厚度的晶体片，使其光轴平行于表面，叫做波片．当光垂直通过波片时，在波片内分解为o光e光，因在晶体内垂直于光轴传播，所以o光e光的传播速度不同，这样，传播到波片的后表面o光e光就有了附加的相位差． 波片产生的相位差与波片的d,no和 ne有关． 光程差: 方解石 光轴 o o ? ? ? ? e e o光e光的相位差为： 若?＞０表示o光落后. 若?＞０表示o光超前. 光轴 E0 E0e E0o