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1、第十三节,双折射 偏振棱镜,一、双折射现象,当一束自然光穿过双折射晶体（各向异性介质）时，分成两束偏振光。这种现象称,例如：白纸上涂一个黑点，将方解石放在纸上，可观察到两个黑点，旋转方解石，一个黑点不动，另一个黑点旋转。,天然的方解石晶体是双折射晶体,当方解石晶体旋转时，,另一个像围绕第一个像旋转。,一个像不动，,继续旋转方解石晶体：,继续旋转方解石晶体：,继续旋转方解石晶体：,继续旋转方解石晶体：,二、寻常光、非常光,1.寻常光-o光,(2)沿各方向的光的传播速度相同，各向折射率 no 相同，为线偏振光。,2.非常光-e光,(2)沿各方向的光的传播速度不相同，各向折射率 ne 不相同，也为线
2、偏振光。,(1)服从折射定律,(1)不服从折射定律（折射光线一般不在入射面内）,单轴晶体：具有一个光轴的晶体方解石、石英等,双轴晶体：具有两个光轴的晶体云母、硫黄等。,3.光轴：晶体内的一个特殊方向。此方向上，o光和 e 光等速，折射率相等，无双折射现象。,如：石英、冰,如：方解石、红宝石,4.正晶体,负晶体.晶体内o光和e 光的波面,ne no,ne no,no，ne 称为晶体的主折射率,1.主平面:,晶体内任一光线和光轴所决定的平面为此光线的主平面。,o 光、e 光都有各自的主平面。,三、主平面,只有光轴在入射面内时，o 光、e 光主平面重合，和入射面也重合。o 光垂直e 光。,四、惠更斯
3、原理作图确定o 光、e 光传播方向,(1),(2),自然光垂直入射；光轴平行晶体表面，产生双折射。o 光、e 光方向不变。,(3)光轴与晶体表面斜交，自然光垂直入射,此时e光的波面不再与其波射线垂直了。,这正是前面演示的情形。,注意：,例.ABCD 为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕面内且与AB 成一锐角q,如图所示.一束平行的单色自然光垂直于 AB 端面入射.在方解石内折射分解为 o 光和 e 光,o 光和 e 光的:,(A)传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直.,(D)传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂直.,(C)传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直.,(B)传播方向相同,
4、光矢量的振动方向不互相垂直.,C,五、偏振光的获得,单一的方解石晶体产生的o、e偏振光靠得很近，尼克尔棱镜可使两束光分得较开。,加工后将两块方解石用加拿大胶粘合起来，,1).尼克尔棱镜,(1).利用光双折射现象,对于o光,产生全反射,对于e光,可以透过，则获得偏,振光。尼克尔棱镜比较贵。多用于高级光学实验。,(2).利用布儒斯特定律,(3).二向色性,晶体对互相垂直的两个光振动有选择地吸收。,例如：电气石吸收异常光线的性能强。,以i0入射时：反射光是线偏振光，E垂直于入射面。此玻璃堆的透射光是线偏振光，E在入射面内。,三种方法的对比,使用方便程度、线偏振光的质量好坏、价格。,六、人工双折射,用人工的方法使某些非晶体物质呈现双折射现象。,1.光弹效应,机械应力使非晶体产生双折射现象。,2.电光效应-克尔效应,在电场作用下非晶体显现双折射现象。,3.磁光效应-法拉第效应,在磁场作用下非晶体显现双折射现象。,
