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光的双折射
光的双折射
主要内容：
1. 双折射现象
2. 惠更斯对双折射现象的解释
双折射现象
方解石
一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光的现象.
食盐晶体
1. 双折射现象
2. 晶体传播光的特性
(1) 寻常光和非常光
o 光
e 光
一束折射光始终在入射面内，并
遵循折射定律，称为寻常光，简
称 o 光.
称为非常光，简称 e 光.
另一束折射光一般不在折射面
内， 不遵循折射定律， 即
o 光
e 光
(2) 晶体的光轴
当光在晶体内沿一个特殊
方向传播时不发生双折射，
这个方向称为晶体的光轴.
光轴
78o
102o
78o
102o
102o
102o
(3) 主平面
e光
光轴
o光
光轴
·
·
o 光的主平面
e 光的主平面
晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面.
(4) o光和e光是光矢量振动方向不同的线偏振光
o 光的光矢量振动方向 与 o 光主平面垂直，总是与光轴垂直.
光轴
e 光的光矢量在 e 光主平面内，其与光轴的夹角随传播方向而改变.
说明
光轴在入射面时，o 光主平面和e 光主平面重合，此时
o 光振动和e 光振动相互垂直.
一般情况下，两个主平面并不重合，所以o 光和e 光的
光矢量方向也不相互垂直.
惠更斯对双折射现象的解释
1. 单轴晶体中的波面
光的双折射实质上是由于光在晶体中的传播速率与光的
传播方向和光的偏振状态有关.
o光沿不同方向的传播速率相同，其波面是球面
光轴
e光沿不同方向的传播速率不相同，其波面是以光轴
为轴的旋转椭球面.
光轴
( e 光主折射率)
由于在光轴方向上不发生双折射现象，在光轴方向o光
和e光的速率相等.
2. 正晶体、负晶体
光轴

( 平行光轴截面 )
( 垂直光轴截面 )

光轴

( 平行光轴截面 )
( 垂直光轴截面 )

正晶体
负晶体
3. 双折射的惠更斯几何描述方法(负晶体)
光轴平行入射面，自然光斜入射晶体.
o
光轴
e
光轴平行入射面，自然光垂直入射晶体
o
e
光轴
光轴平行晶体表面，自然光垂直入射晶体
此时，o, e光在晶体内的传播方向相同，但传播速度不
同,从晶体出射后，二者产生相位差.
这种情况仍然属于有双折射.
说明
实验装置
旋光物质
光轴
2. 实验现象
从石英晶片出射的是偏振光，振动面旋转了一个角度.
石英晶片具有旋光性.
有两类旋光物质，即左旋光物质和右旋光物质.
天然旋光物质中，光的振动面旋转的角度 与光经过
旋光物质的厚度 d 成正比
实验结果
对于有旋光性的溶液， 还与溶液的浓度 c 成正比
α：旋光率 (与旋光物质的性质、温度及入射光波长有关)
石英的旋光率与波长关系
波长/nm 794.76 728.1 656.2 546.1 430.7 382.0 257.1
11.589 13.294 17.318 25.538 42.604 55.625 143.266
光色散：
物质的旋光率与光波波长有关的性质.
制糖业测定糖液浓度；医院测定血糖.
旋光效应应用
旋光色散在化学、药物学、生物学都有重要意义.

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