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1、双折射引起的光的偏振第1页，共17页，编辑于2022年，星期五O光光e光光 二寻常光和非寻常光（二寻常光和非寻常光（16871687年惠更斯研究年惠更斯研究）1、两束光均是偏振光：、两束光均是偏振光：一束叫寻常光（一束叫寻常光（O光）光）一束叫非寻常光（一束叫非寻常光（e光）光）2、O光遵守折射光遵守折射 定律；而定律；而e光不光不 遵守所知的折遵守所知的折 射定律。射定律。（与入射角有关（与入射角有关 且不为定值）且不为定值）对对O光：光：对对e光：光：（与入射角无关（与入射角无关 且为定值）且为定值）e光在晶体中传播光在晶体中传播光速是变化的。光速是变化的。为什么？为什么？自然光自然光方解
2、石方解石第2页，共17页，编辑于2022年，星期五 三晶体的光轴、主截面、主平面三晶体的光轴、主截面、主平面7878681021、光轴：、光轴：当光在晶体中传播时，不发生双折射当光在晶体中传播时，不发生双折射 的方向。的方向。光轴光轴对方解石而言：光轴是从对方解石而言：光轴是从102 纯角引直线，使之和它各边纯角引直线，使之和它各边 成等角成等角68的直线（的直线（OO）注意：注意：光轴仅代表一个方向，与光轴仅代表一个方向，与 OO平行的线都是光轴。平行的线都是光轴。有两个光轴的晶体称双晶体（云母、硫磺等）有两个光轴的晶体称双晶体（云母、硫磺等）仅有一个光轴的晶体称单晶体（如方解石、仅有一个光
3、轴的晶体称单晶体（如方解石、石英）石英）第3页，共17页，编辑于2022年，星期五光轴光轴 2 2、主截面：、主截面：晶面法线与光轴组成的平面晶面法线与光轴组成的平面主截面是由许多平行平面主截面是由许多平行平面构成。构成。3、主平面：、主平面：光轴和晶体内光轴和晶体内 任一条光线组成的平面。任一条光线组成的平面。O光与光与e光都有各自的主光都有各自的主平面，入射面在主截面平面，入射面在主截面内时，内时，O光光e光的主平面光的主平面重合并同在主截面内。重合并同在主截面内。注意：注意：入射面在主截面内时，入射面在主截面内时，o光光e光的振动面互相垂直光的振动面互相垂直且且o光为振动面垂直于主截面的
4、偏振光；光为振动面垂直于主截面的偏振光；e光为振动面平行于主截面的偏振光；光为振动面平行于主截面的偏振光；1027878第4页，共17页，编辑于2022年，星期五78光轴光轴入射面在主截面内时，入射面在主截面内时，o光光e光的振动面互相垂直光的振动面互相垂直且且o光为振动面垂直于主截面的偏振光；光为振动面垂直于主截面的偏振光；e光为振动面平行于主截面的偏振光；光为振动面平行于主截面的偏振光；注意：一般情况注意：一般情况O、e二光的光振二光的光振动并不完全垂直动并不完全垂直有一定大小的夹有一定大小的夹角，角，e光也不在主光也不在主截面内。截面内。4 4、正晶体与负晶体、正晶体与负晶体入射面与主截
5、面重合时，入射面与主截面重合时，不同的晶体，不同的晶体，e光折射率：光折射率：让光垂直于光轴入射，对让光垂直于光轴入射，对78第5页，共17页，编辑于2022年，星期五78 入射面与主截面重合时，入射面与主截面重合时，不同的晶体，不同的晶体，e光折射率：光折射率：让光垂直于光轴入射，对让光垂直于光轴入射，对n e可以可以也可也可也可也可v0正晶体正晶体-负晶体负晶体-在晶体内一个点波在晶体内一个点波源发光的波阵面：源发光的波阵面：78光轴光轴正晶体正晶体负晶体负晶体o光光e光光光轴光轴第6页，共17页，编辑于2022年，星期五 四、用惠更斯原理解释双折射现象四、用惠更斯原理解释双折射现象先明确
6、一个概念：在各向同性的介质中，先明确一个概念：在各向同性的介质中，波面法线与光线的方向一致，即光线与波面垂直波面法线与光线的方向一致，即光线与波面垂直光线是能量传播的方向。光线是能量传播的方向。但在各向异性介质中，但在各向异性介质中，光线只是能量传播的方向。波面法线并不一定是光线只是能量传播的方向。波面法线并不一定是光传播的方向了。如晶体中光传播的方向了。如晶体中e光传播的方向就不光传播的方向就不一定与波阵面垂直，光传播的方向要看能量传播一定与波阵面垂直，光传播的方向要看能量传播的方向。的方向。第7页，共17页，编辑于2022年，星期五o光光e光光晶体晶体光轴光轴光轴光轴 （负晶体）（负晶体）
7、1、入射面与主截面平行的情况、入射面与主截面平行的情况A）光轴与晶体表面有一夹角（斜入射）光轴与晶体表面有一夹角（斜入射）第8页，共17页，编辑于2022年，星期五 （负晶体）（负晶体）1、入射面与主截面平行的情况、入射面与主截面平行的情况B）光轴与晶体表面有一夹角（正入射）光轴与晶体表面有一夹角（正入射）自然光自然光光轴光轴第9页，共17页，编辑于2022年，星期五 （负晶体）（负晶体）C）光轴与晶体表面平行（正入射）光轴与晶体表面平行（正入射）自自然然光光o光光e光光光轴光轴O e二光通过厚度二光通过厚度d的光程差：的光程差：四分之一波片四分之一波片二分之一波片（半波片）二分之一波片（半波
8、片）结论：结论：有双折射。有双折射。第10页，共17页，编辑于2022年，星期五自自然然光光o光光e光光光轴光轴 （负晶体）（负晶体）D）光轴与晶体表面垂直（正入射）光轴与晶体表面垂直（正入射）A A）光轴与晶体表面平行（斜入射）光轴与晶体表面平行（斜入射）（负晶体）（负晶体）2 2、入射面与主截面垂直的情况、入射面与主截面垂直的情况第11页，共17页，编辑于2022年，星期五o光光e光光光轴光轴自然光自然光 负晶体负晶体o光光e光光光轴光轴朝左看看到了！光轴光轴A）光轴与晶体表面平行（斜入射）光轴与晶体表面平行（斜入射）（负晶体）（负晶体）2）入射面与主截面垂直的情况）入射面与主截面垂直的情
9、况第12页，共17页，编辑于2022年，星期五AABCC 五、偏振棱镜五、偏振棱镜自然光自然光光轴光轴68711、尼科尔棱镜（、尼科尔棱镜（WNicol 1928年）年）no=1.658ne=1.486o光光e光光n阿拉伯阿拉伯=1.550O光以光以76入射到阿拉伯树胶，产生入射到阿拉伯树胶，产生全反射后被吸收。全反射后被吸收。76e光出射成为偏振光光出射成为偏振光AC方解石方解石ADCB第13页，共17页，编辑于2022年，星期五光光轴轴光轴光轴o光光e光光O光光e光光 2、渥氏棱镜（、渥氏棱镜（Wouaston）光轴光轴o光光e光光O光、光、e光是相对主截面而言的光是相对主截面而言的O光垂
10、直主截面，光垂直主截面，e光平行主截面光平行主截面O、e二光通过晶体二光通过晶体后被分得很开，从后被分得很开，从而获得偏振光。而获得偏振光。第14页，共17页，编辑于2022年，星期五 六、偏振光的应用六、偏振光的应用汽车车灯与窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜汽车车灯与窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜1、防止对面来的灯光耀眼、防止对面来的灯光耀眼第15页，共17页，编辑于2022年，星期五 2、放立体电影、放立体电影原理：利用人眼的双眼效应原理：利用人眼的双眼效应双眼睁开双眼睁开一只眼睁开，一只眼睁开，一只眼关闭一只眼关闭拍摄：拍摄：第16页，共17页，编辑于2022年，星期五 立体电影原理：立体电影原理：第17页，共17页，编辑于2022年，星期五