《大学物理》PPT参考资料：第五章 光的偏振（5.4-5.5）双折射现象、椭圆偏振光和圆偏振光

光的偏振 (2)

1 光的偏振 (2)

§5.4双折射现象 双折射现象(透过方解石看字成双像) O光e 光 方解石晶体 双折射现 Caco3 纸面

2 §5.4 双折射现象 一.双折射现象 (透过方解石看字成双像) 折射现象 o 光 方解石晶体 双 CaCO3 e光 纸面 折射现

(演示) 方解石 束光入射到各向异性的媒质中分成 两束光的现象。 以入射线为轴转方解石,光点O不动 绕a转,用偏振片检验,二者都是偏振光 且偏振方向互相垂直。 所以,利用双折射现象也可以获得线偏振光

3 以入射线为轴转方解石,光点o不动， e 绕o转，用偏振片检验，二者都是偏振光， 且偏振方向互相垂直。 一束光入射到各向异性的媒质中分成 两束光的现象。 (演示) ··· 方解石 o e e • • ··· o 所以，利用双折射现象也可以获得线偏振光

二.几个重要的概念 1.寻常光(o光)和 自然光 非寻常光(e光) (各向异 ◆寻常光( ordinary 性媒质)r e光 光 light): 遵从折射定律sini=n2sin ◆非寻常光( extra-ordinary light): 般不遵从折射定律ini ≠ const SInl 折射线一般不在入射面内

4 二.几个重要的概念 1.寻常光（o光）和 非寻常光（e光） 寻常光（ordinary light）： 遵从折射定律 o n sini n sinr 1 = 2 非寻常光（extra-ordinary light）： 一般不遵从折射定律 const r i e  sin sin 折射线一般不在入射面内。 n1 n2 i ro re (各向异 性媒质) 自然光 o光 e光

2.晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时 不发生双折射,该方向称为晶体的光轴。 例.方解石晶体是由平行六面体构成的。 六面体每个面都是钝角102和锐角780的平行 四边形,A点和B点是三个钝角的会合点, AB线与三条棱边的夹角相等

5 2. 晶体的光轴 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时 不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 例.方解石晶体是由平行六面体构成的。 六面体每个面都是钝角1020和锐角780的平行 四边形，A点和B点是三个钝角的会合点， AB线与三条棱边的夹角相等

A102° 102 A B 光轴 102 BI lL l (a) (b) 方解石晶体的光轴 实验发现AB的方向即光轴的方向。 如果将A或B磨平,使磨面与光轴垂直, 当光线垂直磨面入射时,无双折射现象

6 如果将A或B磨平，使磨面与光轴垂直， 当光线垂直磨面入射时，无双折射现象。 方解石晶体的光轴 光轴 A B 实验发现AB的方向即光轴的方向

◆只有一个光轴的晶体称单轴晶体, 如方解石、石英,冰等; ◆有两个光轴的晶体称双轴晶体, 如云毋、硫磺,兰宝石等。 (本章只讨论单轴晶体的双折射) 3.主平面和主截面 ◆主平面:晶体中某条光线与晶体光轴构成 的平面,称为该光线的主平面。 0光有0光的主平面; e光有e光的主平面

7 只有一个光轴的晶体称单轴晶体， 如方解石、石英,冰等； 有两个光轴的晶体称双轴晶体, 如云毋、硫磺，兰宝石等。 （本章只讨论单轴晶体的双折射） 3.主平面和主截面 主平面：晶体中某条光线与晶体光轴构成 的平面,称为该光线的主平面。 0光有0光的主平面； e光有e光的主平面

实验表明: 0光振动⊥其主平面;e光振动在其主平面内 0光的 e光的 主平面 主平面 光轴0光 e光 光轴 0光,e光的主平面可能重合, 也可能不重合; ◆主截面: 晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面

8 O 光振动⊥其主平面; 实验表明: e光振动在其主平面内 o光，e光的主平面可能重合， 也可能不重合； e光 光轴 e光的 主平面 光轴 o光 o光的 主平面 · · · · 主截面： 晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面

晶体的主折射率,正晶体、负晶体 惠更斯研究双折射现象提出:在各向异性的 晶体中,子波源会同时发出o光、e光两种子波 o光的子波,各方向传播光轴! 的速度相同为vo,点波源波面 为球面,振动方向始终垂直 △t 其主平面.(如图) 0光只有一个光速v 个折射率n0

9 三.晶体的主折射率，正晶体、负晶体 o光的子波，各方向传播 的速度相同为v0，点波源波面 为球面,振动方向始终垂直 其主平面.(如图) o光只有一个光速vo 一个折射率no. 惠更斯研究双折射现象提出:在各向异性的 晶体中,子波源会同时发出o光、e光两种子波. 0 0 v c n = · · · ·· · · · · · ··· · · · · · · · · · · · vot 光轴

e光的子波,各方向传播的速度不同 e光在平行光轴方向 上的速度与o光的速度 光轴1un△t 相同为vo; U△t ◆e光在垂直光轴方向 上的速度与o光的速度 相差最大,记为vn 其相应的折射率为na点波源波面为旋转 C椭球面,振动方向 始终在其主平面内 (如图)

10 e光的子波,各方向传播的速度不同。 e光在平行光轴方向 上的速度与o光的速度 相同为v0; e e v n c = 点波源波面为旋转 椭球面,振动方向 始终在其主平面内. （如图） 光轴 vet vot e光在垂直光轴方向 上的速度与o光的速度 相差最大，记为 ve， 其相应的折射率为 ne