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光的双折射
操作方法：
1.取下大偏振片，打开激光器电源，调节光路使激光束对准双折射
晶体的入射窗口，在屏上可观察到两个光点；
2.旋转双折射晶体，可看到一个光点不动，另一个光点饶着不动的
光点转，即E光绕着O光转；
3.在双折射晶体与屏幕之间插入大偏振片，并适当调整大偏振片的
前后位置，使得E光和O光两个光点都呈现在偏振片上；
4.旋转偏振片可观察到O光和E光交替消失；
5.旋转大偏振片，使E光消失，记下此时偏振片的偏振化方向；再
旋转大偏振片，使O光消失，观察此时偏振片的偏振化方向正好转过90度。
注意事项：
1.大偏振片拿上、拿下时要小心保护，以免掉地摔坏；
原理提示：
一束自然光入射到各向异性媒质上时，
在媒质中有两束折射光出现，称作双折
射现象。
一束遵守折射定律，称寻常光
（O光）；另一束不遵守折射定律，
称非寻常光(E光)。
两束折射光都是线
偏振光，满足一定的条件时其偏振方向
互相垂直。
为了使两束光分得更开，常常做成特殊
的光学器件，如：沃拉斯顿棱镜就是由两
方解石直角棱镜胶合而成
(方解石n0＞ne )
沃拉斯顿棱镜。
双折射折射率
双折射折射率是指各向异性晶体中不同偏振方向的光具有不同的折射率。
双折射是光学中一个重要现象，它发生在非均质的各向异性介质中，如某些晶体（例如方解石、石英等）。
当光线入射到这些材料上时，会分解成两束沿着不同方向折射且振动方向互相垂直的偏振光。
这两束光的传播速度和折射率不相同，因此称为双折射。
以下是一些关于双折射的重要信息：
1. 各向异性：在各向异性介质中，折射率值不止一个，而是随振动方向的不同而改变。
2. 两种偏振光：除了特殊方向以外，光波入射到非均质体通常都会发生双折射，分解成两种偏振光。
3. 永久与暂时双折射：双折射分为永久性双折射和暂时性双折射。
永久性双折射是由于材料的固有结构，如晶体的结构导致的；而暂时性双折射是由于外部因素如应力、电场等造成的。
4. 量化指标：双折射效应的大小通常被量化为材料表现的最大和最小折射率之间的差异。
5. 光学应用：双折射材料在光学中有广泛的应用，例如用于制作偏振器、光波导以及各种光学传感器。
6. 影响因素：具有非立方晶体结构的晶体通常是双折射的，此外，某些塑料在受到机械应力时也会表现出双折射性质。
综上所述，了解双折射折射率对于光学设计和材料科学的研究人员来说是非常重要的，因为它关系到材料如何处理穿过它们的光线，以及如何利用这一特性来设计光学元件和应用。
双折射率和复折射率
1关于双折射率和复折射率
双折射率，也称为双向折射率，是指物体的表面被照射的一束光线，它需要被折射两次，然后才能进入它的内部。
在双折射的现象中，光线有两个半球：即平行于物体表面的光线，以及物体表面外弯折的光线。
平行于物体表面的折射率称为正折射率（正折射），而物体表面外弯折的折射率则称为负折射率（负折射）。
复折射率指一束光线在多个半球之间反复折射的现象。
在复折射中发生的是光线被多次折射，而不仅仅是可见光线两次折射。
每次折射后，光线的能量都会衰减，变得更加柔和。
这样，光线从不同的半球被折射出来，出现了复折射的现象。
因此，双折射率和复折射率是光线折射过程中出现的不同现象：双折射率是指光线从一个半球折射两次，而在复折射率中，光线可以从不同的半球被折射多次。
光的偏振与双折射现象光是一种电磁波，可以在真空中以及各种介质中传播。
而在传播过程中，光的偏振与双折射现象是光波特性中非常重要的内容。
本文将介绍光的偏振与双折射现象的基本概念和原理。
一、光的偏振偏振是指光波中的电场矢量在传播方向上的振动方式。
光波可分为非偏振光、偏振光和部分偏振光。
1. 非偏振光：光波中的电场矢量在各个方向上均匀分布，没有特定的振动方向。
2. 偏振光：光波中的电场矢量在某一特定方向上振动，而在其他方向上几乎无振动。
常见的偏振光有线偏振光和圆偏振光。
3. 部分偏振光：光波中的电场矢量在多个方向上振动，但是其中有一个主要的振动方向。
光的偏振可以通过偏振片进行实验观察和分析。
偏振片是由特殊材料制成的，在某一方向上只允许特定方向的电场矢量通过。
当非偏振光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向一致的电场矢量能通过，其他方向上的电场矢量则被滤除，从而得到偏振光。
二、双折射现象双折射指的是某些特定材料在光线入射时会发生两个不同速度的折射现象。
这是由于光在这些材料中的传播速度与光的偏振方向有关。
具有双折射现象的材料被称为双折射材料，其中最常见的是石英晶体。
当光线垂直于晶体的光轴方向传播时，不会发生双折射现象；但当光线不垂直于光轴时，就会发生双折射现象。
双折射材料可以通过偏振光的传播方向和光轴方向之间的夹角来进行分类。
根据夹角的不同，可以分为正常双折射和畸变双折射。
1. 正常双折射：在该类材料中，晶体的光轴方向与偏振光的振动方向垂直。
在光线通过材料时，会出现两个折射光束，一个按照正常的折射定律折射（常光），另一个则不按照常规定律折射（特光）。
2. 畸变双折射：在该类材料中，晶体的光轴方向与偏振光的振动方向不垂直。
在光线通过材料时，除了产生两个折射光束外，还会出现不同程度的畸变现象，导致光的传播路径变得复杂。
三、应用领域1. 光学器件：光的偏振与双折射现象在光学器件的设计中起着重要作用。
例如，偏振片可以用于光的调节、滤波和分析等方面。
o光：双折射的两束折射光中，一束遵循折射定律，传播速度v o沿各个方向都相同，折射率n o=si n i/si n t o=c/v o=常量，称作寻常光，记为o光。
e光：通常不遵循折射定律，折射方向通常在入射面之外，传播速度随传播方向而改变，si n i/si n t e≠常量，称作非寻常光，记为e光
o光和e光都是传播光线在双折射晶体内部定义的，双折射晶体外没有o光和e光
光轴：晶体中的一个方向，光沿此方向传播不发生双折射，且折射光遵循折射定律
光轴仅代表一个特殊的方向，凡平行于此方向的直线均为光轴
只有一个光轴方向的晶体称作单轴晶体，有两个光轴方向的晶体称作双轴晶体
在单轴晶体内，光线的传播方向与晶体光轴构成的平面称作该光线的主平面
o主平面：光轴+o光线
e主平面：光轴+e光线
主截面：光轴+晶体表面法线。
入射面：入射光+晶体表面在入射点处的法线
o光和e光都是线偏振光
o光的电矢量垂直于o主平面，振动方向始终与光轴垂直。
e光的电矢量平行于e主平面，振动方向平行于e主平面
通常e光不在入射面内，即e光和o光不共面。
只有当光轴在入射面内(也即入射光在主截面内)时，入射面、主截面、o主平面和e主平面四个面重合，此时o光和e光都在入射面内。
若入射光与光轴重合，则不再发生双折射。
若入射光与光轴共面但不重合，则有折射角t e≠t o，sin t e≠si n t o，发生双折射
在双折射晶体中，o光沿各个方向传播的速度相同，o光的波面为半径为球面，o光的传播方向始终垂直于波面。
e光沿各个方向的传播速度不同，e光的波面为椭球面，传播方向仅在椭球的长短轴处垂直于波面。
o光和e光沿光轴方向的传播速度相同，沿垂直于光轴的方向传播速度相差最大
n e称作晶体的主折射率。
n o为恒量，n e定义为e光沿垂直于光轴方向的折射率，其数学表达式中的v e也为同一方向的传播速度
n e=c
v e n o=c
v o
正晶体和负晶体：满足v o>v e→n o<n e的称作正晶体，e光波面在o光波面之内，椭球面内切于球面，切点为长轴(2v o t)的顶点，长轴方向即光轴，短轴(2v e t)。
满足v o<v e→n o>n e的称作负晶体，o光波面在e光波面之内，椭球面外切于球面，
切点是短轴(2v o t)的顶点，短轴方向即光轴，长轴(2v e t)
波片：有两个表面互相平行且光轴平行于这两个表面的单轴晶体薄片称为波片。
光垂直入射到波片上，在波片内部只能分解成传播方向相同、频率相同、电矢量互相垂直的o 光和e光。
两束光中传播速度快的光矢量方向定义为快轴，与快轴垂直的方向为慢轴光以任意角度入射双折射晶体表面，光轴与o光波面的交点即光轴与e光波面的交点光轴平行晶体表面和入射面，光斜入射晶体表面，o光和e光都在入射面内
光轴平行晶体表面和入射面，光垂直入射晶体表面，o光和e光的传播方向与入射光相同，椭球主轴(是长轴还是短轴由晶体的正负性决定)即传播方向，偏振方向互相垂直，传播速度大小不同，发生双折射
光轴平行晶体表面并垂直入射面，光斜入射晶体表面，e光波面在入射平面内的投影面是半径为v e t的圆，sin i/si n t e=c/v e=n e (n e是主折射率)，故此情况下e光遵循其自身的折射定律，但v e t≠v o t，仍发生双折射
平行光斜入射晶体表面的惠更斯作图法：
(1)选取某一条入射光线的入射点，记为点O
(2)过O点做相邻入射光线的垂线，垂足为A∗
(3)以O为圆心，v o t为半径画出e光波面的截面圆
(4)记相邻光线的入射点为A,过A点做截面圆的切线 ,切点为B
(5)以O为中心，长度v o t为一半主轴，垂直于此半主轴且长度为v e t的线段为另一半主
轴，画出e光波面的椭圆截面
光偏振状态的检验。
