旋光效应与圆双折射

线双折射和圆双折射
线双折射和圆双折射是光学中两种重要的双折射现象，它们各自具有独特的特点和产生机制。

线双折射，主要是由于应力场的作用，使得两束正交方向线偏振光的折射率不同。

在传输一定距离后，由于两个正交电场传播速度不等，演变为光线经光纤中的传播后相位差变化，原本以线偏振光形态传导的光线，在上述影响下发生变化，部分以椭圆偏振光的形式传导，这种现象称之为线性双折射。

而圆双折射则是另一种重要的双折射现象。

当线偏振光在旋光晶体中沿光轴传播时，它可以分解为左旋和右旋圆偏振光，这种现象就被称为圆双折射。

圆双折射的一个显著特点是，对于输入的左旋圆偏振光与右旋圆偏振光的折射率不相等，这会导致在其中传播的线偏振光的偏振方向沿着波行进方向发生旋转，即偏振面旋转（或旋光）。

总的来说，线双折射和圆双折射都是由于光在特定介质中传播时，由于介质的不同特性（如应力场、旋光性）导致的偏振光的性质发生改变的现象。

这些现象在光学、光纤通信、光学仪器等领域有着广泛的应用。

（共158个）1.干涉1. 等厚干涉：各相干光均以同样的角度入射于薄膜，入射角9 o不变，改变膜厚度，这时每个干涉条纹对应的是同一个厚度的光干涉的结果。

2•临界角：光从光密媒质到光媒介质，当入射角大于一特定角度时，没有折射光而被被全部反射回光密媒质，这一特定角度称为临界角，用亠表示，且亠=些c 7 cn i3. 光波的独立传播定律：两列光比或多列光波在空间相遇时，在交叠区里各自保持自己的振动状态独立传播，互不影响。

4. 光源许可宽度：光源临界宽度的四分之一，此时干涉条纹的可见度为0.9。

5. 光波叠加原理：光波在相遇点产生的合振动是各个波单独在该点产生的振动的矢量和。

6. 驻波：两个频率相同，振动方向相同而传播方向相反的单色光波的叠加将形成驻波。

7. 简谐波：波源是简谐振动，波所到之处介质都作同频率同振幅的简谐振动。

8. 相干叠加：满足干涉条件波相遇，总振幅是各个波振幅的和。

9. 光波的相干条件；频率相同；存在相互平行的振动分量；出相位差稳定。

10. 发光强度：表征辐射体在空间某个方向上的发光状态，体现某一方向上单位立体角内的辐射光通量的大小单位：次德拉。

11. 分波面干涉；将点光源发出的光波波面分成若干个子波面，形成若干个点光源发出的多束相干光波。

12. 分振幅干涉：将一束光波的振幅（能量）分成若干部分，形成若干束相干光波。

13.13. 空间相干性：在给定宽度的单色线光源（或面光源）照明的空间中，随着两个横向分布的次波源间距的变化，其相干程度也随之变化，这种现象称为两个横向分布次波源的空间相干性。

14. 时间相干性：在非单色点光源照射的光波场中，随着两个纵向分布的次波之间距离或光程差的变化，其相干程度也随之变化，这种现象称为两个纵向分布次波源的时间相干性。

15. 牛顿环：曲率半径很大的平凸透镜与玻璃平板之间的薄空气层形成的同心环形等厚条纹。

2几何光学1.1球面镜成像1. 费马原理：光沿光程取平稳值的路径传播。

4、旋光效应所谓旋光效应，是指偏振光通过某些晶体或物质的溶液时，其振动面以光的传播方向为轴线发生旋转的现象。

具有旋光性的晶体或溶液称为旋光物质。

旋光效应最早是在石英晶体中发现的，后来在糖溶液、松节油、硫化汞、氯化钠等液体中和其他一些晶体中，都发现有此现象。

旋光性物质分为两种：一种是介质能使光的振动平面按顺时针方向转动，称右旋光介质；另一种是介质能使光的振动平面按逆时针方向转动，称左旋光介质。

1811年，阿喇果（Arago）在研究石英晶体的双折射特性时发现，一束线偏振光沿石英晶体的光轴方向传播时，其振动平面会相对原方向转过一个角度。

由于石英晶体是单轴晶体，光沿着光轴方向传播不会发生双折射，因此，阿喇果发现的现象应属于另外一种新现象，这就是旋光现象。

[8]在旋光效应发现之初，人们就猜测，光束转动的原因，很可能是由分子中原子排列的某种不对称性造成的，巴斯德的研究证明了人们的这种想法。

那么，分子结构的不对称性又是如何产生的呢？ 1874年，两位年轻的化学家范托夫和勒贝尔研究了这个问题，他们建立了一个碳原子价键的三维模型，为镜像分子的构成问题找到了答案。

在这个模型中，他们将4个价键分配在两个互相垂直的平面内，每个平面各有两个价键。

描绘这一模型的最好办法，是设想4个价键中的任意3个价键作为腿支撑着碳原子，而第4个价键则指向正上方。

如果假定碳原子位于正四面体（4个面都是正三角形的几何图形）的中心，那么，这4个价键就指向该正四面体的4个顶点。

因此，这个模型被称之为碳原子的正四面体模型。

对碳原子的三维结构模型进行推演，碳原子价键连接的4个原子或原子团，如果至少有两个是完全相同的话，那么，就只能有一种排列方式。

当然，若所连接的原子或原子团有3个或所有4个都是相同的，也是这种情形。

然而，当连接在碳键上的4个原子（或原子团）都不相同时，情况就会发生变化。

这时就能够有两种不同的排列方式——一个是另一个的镜像。

也就是说，当碳键所连接的4个原子（或原子团）都不相同时，总是得到两种不同的、互为镜像的结构。

5-11 旋光现象一、实验现象在普通的单轴晶体中，光线沿光轴传播时不发生双折射，o 光和e 光有相同的传播速度和传播方向。

把沿垂直于晶体光轴方向切割出的平行平面晶片，放在一对正交偏振片P 1, P 2之间，出射光强将为0。

I=0P 1P 21811年法国物理学家F.T.阿喇戈(F.T.Arago)发现，当平面偏振光沿石英晶片(单轴晶体)的光轴方向通过时，偏振方向发生偏转，称之为旋光现象。

这是首次被观察到旋光现象。

如图所示，将石英晶片放在两个正交偏振片之间，发现出射光强不为0，若把P 2旋转一个角度ψ时，又出现消光。

表明：由晶片出射的光仍然是平面偏振光，但偏振方向转过了一个角度。

旋光现象：平面偏振光沿某些晶体的光轴方向传播，或通过某些溶液时，其振动面将以传播方向为轴旋转；物质的这种属性称为旋光性。

具有旋光性的物质称为旋光物质。

旋光物质某些振动面稍后，J.B.毕奥(J.B.Biot)在一些气体和液态物质中也观察到旋光现象。

旋光物质常见的旋光物质有：石英、氯酸钠晶体、液晶和某些溶液如：糖溶液，松节油等。

按旋光方向分: 迎着光看，逆时针偏转，为左旋。

迎着光看，顺时针偏转，为右旋。

next二、规律振动面转过的角度（旋光度），用ψ表示。

ψ与旋光物质的旋光特性有关。

1. 晶体d ：旋光物质的厚度实验表明：ψ=pd next ：？p ：表示光通过单位长度时振动面转过的角度，称为旋光率或旋光本领, 单位：°/mm例：石英的旋光率：波长(nm) 794.8 728.1 656.2 589.0 486.1P(°/mm ) 11.589 13.924 17.318 21.749 32.773波长(nm) 404.7 382.0 257.1 214.7 175.0P (°/mm ) 42.604 55.625 143.27 236.0 453.5next21p λ∝即与波长的平方成反比。

白光经过旋光物质后，不同颜色的光的振动面片转的角度不同；通过第二个偏振片时，各种色光的透射光强不相同，所以出射光将是有色光，这种现象称为旋光色散。