下载文档原格式
6.3 晶体的双折射和二向色性一束单色光在晶体表面折射时（图6-5），一般可以产生两束折射光，这种现象叫做双折射。
两束折射光中，有一束总是遵守折射定律，称为寻常光，用符号o 表示；另一束一般不遵守折射定律，称为非常光，用符号e 表示。
o 光和e 光都是线偏振光。
为了说明o 光和e 光的振动方向和传播方向，需要了解晶体内某些特殊的方向和平面：光轴——晶体内一个特殊的方向，当光沿这个方向传播时，不发生双折射现象，并且o 光和e 光的传播速度相等。
只有一个光轴方向的晶体，称为单轴晶体（如方解石、石英、红宝石等）。
有两个光轴方向的晶体，称为双轴晶体（如云母、霰石、蓝宝石等）。
主平面——由o 光和光轴组成的面称o 主平面；由e 光和光轴组成的面称e 主平面。
o 光的电矢量振动方向垂直于o 主平面，e 光的电矢量振动方向则在e 主平面内。
主截面——由光轴和晶体表面法线组成的面。
可以证明，当光线以主截面为入射面时，o 光和e 光都在主截面内，这时主截面也是o 光和e 光的共同主平面。
晶体产生双折射的原因，在于晶体在光学上的各向异性。
由电磁理论可以证明，对于晶体内除光轴外的一个给定的方向，允许两束电矢量互相垂直的线偏振光以不同的速度传播。
对于单轴晶体，其中一束光的速度不随传播方向改变，这就是o 光。
它的波面是一个球面。
另一束光的速度随传播方向改变，这就是e 光，它的波面是一个以光轴为对称的回转椭球面，其方程为θθ222222s i n c o s e o on n c v += （6-3） 式中o n 是o 光折射率，e n 是e 光沿垂直于光轴方向传播时的折射率，θ是e 光线与光轴的夹角，c 是真空中光速。
负晶体（e o n n >）和正晶体（e o n n <）的o 光、e 光波面分别如图6-6a)和b)所示。
利用波面的概念，由惠更斯作图法便可求出晶体中o 光和e 光的折射方向。
应该注意，晶体中e 光线的传播速度和方向一般地与它的波阵面的传播速度和方向（沿波阵面法线方向）不同（见图6-7），后者称为法线速度。
6.3 晶体的双折射和二向色性一束单色光在晶体表面折射时（图6-5），一般可以产生两束折射光，这种现象叫做双折射。
两束折射光中，有一束总是遵守折射定律，称为寻常光，用符号o 表示；另一束一般不遵守折射定律，称为非常光，用符号e 表示。
o 光和e 光都是线偏振光。
为了说明o 光和e 光的振动方向和传播方向，需要了解晶体内某些特殊的方向和平面：光轴——晶体内一个特殊的方向，当光沿这个方向传播时，不发生双折射现象，并且o 光和e 光的传播速度相等。
只有一个光轴方向的晶体，称为单轴晶体（如方解石、石英、红宝石等）。
有两个光轴方向的晶体，称为双轴晶体（如云母、霰石、蓝宝石等）。
主平面——由o 光和光轴组成的面称o 主平面；由e 光和光轴组成的面称e 主平面。
o 光的电矢量振动方向垂直于o 主平面，e 光的电矢量振动方向则在e 主平面内。
主截面——由光轴和晶体表面法线组成的面。
可以证明，当光线以主截面为入射面时，o 光和e 光都在主截面内，这时主截面也是o 光和e 光的共同主平面。
晶体产生双折射的原因，在于晶体在光学上的各向异性。
由电磁理论可以证明，对于晶体内除光轴外的一个给定的方向，允许两束电矢量互相垂直的线偏振光以不同的速度传播。
对于单轴晶体，其中一束光的速度不随传播方向改变，这就是o 光。
它的波面是一个球面。
另一束光的速度随传播方向改变，这就是e 光，它的波面是一个以光轴为对称的回转椭球面，其方程为θθ222222s i n c o s e o on n c v += （6-3） 式中o n 是o 光折射率，e n 是e 光沿垂直于光轴方向传播时的折射率，θ是e 光线与光轴的夹角，c 是真空中光速。
负晶体（e o n n >）和正晶体（e o n n <）的o 光、e 光波面分别如图6-6a)和b)所示。
利用波面的概念，由惠更斯作图法便可求出晶体中o 光和e 光的折射方向。
应该注意，晶体中e 光线的传播速度和方向一般地与它的波阵面的传播速度和方向（沿波阵面法线方向）不同（见图6-7），后者称为法线速度。
晶体的双折射和⼆向⾊性6.3 晶体的双折射和⼆向⾊性⼀束单⾊光在晶体表⾯折射时（图6-5），⼀般可以产⽣两束折射光，这种现象叫做双折射。
两束折射光中，有⼀束总是遵守折射定律，称为寻常光，⽤符号o 表⽰；另⼀束⼀般不遵守折射定律，称为⾮常光，⽤符号e 表⽰。
o 光和e 光都是线偏振光。
为了说明o 光和e 光的振动⽅向和传播⽅向，需要了解晶体内某些特殊的⽅向和平⾯：光轴——晶体内⼀个特殊的⽅向，当光沿这个⽅向传播时，不发⽣双折射现象，并且o 光和e 光的传播速度相等。
只有⼀个光轴⽅向的晶体，称为单轴晶体（如⽅解⽯、⽯英、红宝⽯等）。
有两个光轴⽅向的晶体，称为双轴晶体（如云母、霰⽯、蓝宝⽯等）。
主平⾯——由o 光和光轴组成的⾯称o 主平⾯；由e 光和光轴组成的⾯称e 主平⾯。
o 光的电⽮量振动⽅向垂直于o 主平⾯，e 光的电⽮量振动⽅向则在e 主平⾯内。
主截⾯——由光轴和晶体表⾯法线组成的⾯。
可以证明，当光线以主截⾯为⼊射⾯时，o 光和e 光都在主截⾯内，这时主截⾯也是o 光和e 光的共同主平⾯。
晶体产⽣双折射的原因，在于晶体在光学上的各向异性。
由电磁理论可以证明，对于晶体内除光轴外的⼀个给定的⽅向，允许两束电⽮量互相垂直的线偏振光以不同的速度传播。
对于单轴晶体，其中⼀束光的速度不随传播⽅向改变，这就是o 光。
它的波⾯是⼀个球⾯。
另⼀束光的速度随传播⽅向改变，这就是e 光，它的波⾯是⼀个以光轴为对称的回转椭球⾯，其⽅程为θθ222222s i n c o s e o on n c v += （6-3）式中o n 是o 光折射率，e n 是e 光沿垂直于光轴⽅向传播时的折射率，θ是e 光线与光轴的夹⾓，c 是真空中光速。
负晶体（e o n n >）和正晶体（e o n n <）的o 光、e 光波⾯分别如图6-6a)和b)所⽰。
利⽤波⾯的概念，由惠更斯作图法便可求出晶体中o 光和e 光的折射⽅向。
晶体双折射现象的原因和现象晶体双折射现象，听起来好像很高大上，其实咱们日常生活中就能遇到。
你有没有拿放大镜看过水晶球？或者在阳光下看到彩虹？这些都是晶体双折射现象的神奇表现。
今天，我就来给大家讲讲这个有趣的现象背后的原因和现象。
咱们要明白什么是晶体双折射。
简单来说，就是一块晶体有两种不同的折射率，就像咱们的眼睛一样。
当光线通过这块晶体时，会发生两次折射，形成一道分叉的光线。
这道分叉的光线就像是一个小小的“日食”，让人觉得非常神奇。
那么，为什么晶体会有这么神奇的双折射现象呢？这就要从晶体的结构说起了。
咱们知道，晶体是由许多小小的原子组成的。
这些原子之间的排列方式非常有规律，形成了一种特殊的结构。
这种结构叫做“布拉维格子”。
在布拉维格子中，原子之间的距离是固定的，但它们可以朝四面八方任意排列。
这种排列方式使得晶体具有了特定的几何形状和光学性质。
布拉维格子并不是完美的。
在某些特殊的情况下，原子之间的排列会发生变化，导致晶体的折射率也发生改变。
这就是晶体双折射现象产生的原理。
当光线通过这种具有双折射性的晶体时，就会发生两次折射，形成一道分叉的光线。
那么，晶体双折射现象有什么实际应用呢？其实很多哦！比如说，咱们常用的显微镜、望远镜等光学仪器中都使用了双折射材料。
这些材料可以让光线经过多次折射，从而放大物体的图像。
双折射材料还可以用来制作偏光片、色散器等光学元件。
这些元件可以将光线分解成不同波长的光束，从而实现各种复杂的光学效果。
除了科学应用之外，晶体双折射现象在日常生活中也有很多体现。
比如说，咱们刚才提到的水晶球和彩虹就都是双折射现象的表现。
水晶球中的分叉光线是由于水晶内部原子排列的变化导致的；而彩虹则是太阳光经过水滴折射后产生的。
这些美丽的现象都是大自然赋予我们的奇妙礼物。
晶体双折射现象是一种非常有趣的光学现象。
它不仅让我们对大自然的奥秘有了更深入的了解，还为我们的生活带来了许多实用的应用。
所以，下次当你看到水晶球或彩虹时，不妨想想背后的双折射原理，感受一下科学的魅力吧！。
