第一講晶體光學(xué)基礎(chǔ)

第一講晶體光學(xué)基礎(chǔ)第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、光的波動性

二、光的拆射與全反射

三、自然光與偏振光

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點

五、光率體

六、光性方位

七、色散第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.是一種電磁波，傳播方向與振動方向垂直（橫波）第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

一、光的波動性

第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月單位:1nm(納米)=10-9m紫外紅外紫蘭綠黃橙紅3904305005705906507702.可見光的波長范圍第一講

：晶體光學(xué)基礎(chǔ)一、光的波動性nmnm第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

折射率：N=Vi/Vr=Sini/Sinr.(拆射介質(zhì)相對入射介質(zhì)的拆射率,當(dāng)入射介質(zhì)為空氣時,N為拆射介質(zhì)的絕對拆射率)

折射：由光疏物質(zhì)進入光密物質(zhì)，折向光法線由光密物質(zhì)進入光疏物質(zhì)，折離光法線irNiNrNi<NrirNi>NrNrNi第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

二、光的拆射與全反射1.折射waterair（惠更斯原理）光疏物質(zhì)光疏物質(zhì)光密物質(zhì)光密物質(zhì)第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月φNrNiNi>NrΦ為全反射臨界角2.全反射*光波由光密物質(zhì)進入光疏物質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一臨界角Φ時，會產(chǎn)生全反射，據(jù)此原理，在已知Ni時，測出Φ值就能測出Nr(阿貝折射儀原理);該原理也用于寶石加工第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

二、光的拆射與全反射90°sinφsin90=NrNi第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月在垂直傳播方向的平面內(nèi)各個方向上都有等幅的光振動第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

三、自然光與偏振光2.偏振光只在垂直傳播方向的某一固定方向上振動1.自然光第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.偏光化作用：使自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆獾淖饔梅瓷洹⒄凵?、雙折射、選擇性吸收可使自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆狻?/p>

（1）自然光通過反射可形成振動方向平行反射面的單偏光第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

三、自然光與偏振光第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.偏光化作用第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

三、自然光與偏振光

（2）非均質(zhì)體（礦物）對光波的選擇性吸收，可產(chǎn)偏振光第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）

折射與雙折射可產(chǎn)生偏振光

自然光通過礦物時,可產(chǎn)生折射或雙折射,形成偏振光3.偏光化作用第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

三、自然光與偏振光第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.均質(zhì)體

指光學(xué)性質(zhì)各個方向相同的物質(zhì)，如玻璃質(zhì)和等軸晶系的礦物（石榴石、螢石）、加拿大樹膠等傳播速率不因振動方向的不同而改變，任何方向振動的光波都有一個相同的折射率自然光仍為自然光，偏振光仍為振動方向不變的偏振光第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.非均質(zhì)體

光學(xué)性質(zhì)因方向而異的礦物，即除等軸晶系以外的所有其它晶系的礦物（如石英、方解石、橄欖石）傳播速度隨光波的振動方向而變。除特殊方向外均要發(fā)生雙折射，分解成兩個振動方向不同、傳播速度不同、折射率不等的兩種偏光。第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月方解石雙折射的例子第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.與非均質(zhì)體有關(guān)的幾個概念：雙折射率：光波進入非均質(zhì)體后分解的兩偏光的折射率之差光軸(OA)：光波沿非均質(zhì)體礦物的特殊方向入射，不發(fā)生雙折射，不改變?nèi)肷涔獠ǖ恼駝臃较?，這一特殊方向稱為光軸。第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點一軸晶：只有一個光軸的礦物，即中級晶軸的礦物。二軸晶：有二個光軸的礦物，即低級晶軸的礦物。如方解石的特殊方向為結(jié)晶軸C軸第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

概念：是表示光波在晶體中傳播時，折射率值隨光波振動方向而變化的一種光性指示體光率體構(gòu)成示意圖第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

五、光率體1。假定點光然存在不同方向振動的光波，因振動方向不同，折射率不同。2。按折射率大小在振動方向上截取等比例線段3。將所有線段端點用曲面包絡(luò)起來，構(gòu)成光率體光率體的構(gòu)成：第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月1.均質(zhì)體光率體

不同方向振動的光波折射率相等，所以為球體第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

五、光率體第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.一軸晶光率體

形態(tài)：旋轉(zhuǎn)橢球體，旋轉(zhuǎn)軸與結(jié)晶軸C軸一致平行于結(jié)晶軸C軸方向入射的光波,在垂直于C軸的平面內(nèi)振動，折射率為No，不產(chǎn)生雙折射。因此C軸與光軸一致。垂直于C軸入射的光波，將分解為平行和垂直于C軸振動的兩種偏光，前者折射率為Ne，后者為No。NeNo第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

五、光率體第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月NeNoNe<No,負光性光率體Ne>No,正光性光率體第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

五、光率體2.一軸晶光率體

正、負光率體區(qū)分第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光率體要素：有No和Ne兩個主折射率，或光率體橢球半徑，介于之間者為Ne’Ne–No絕對值稱最大雙折射率有一個光軸（OA），方向與Ne和結(jié)晶軸C軸相同NeNoNe’第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

五、光率體2.一軸晶光率體

-----光率體要素第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月一軸晶光率體主要切面及其意義第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月No一軸晶光率體-----------主要切面及其意義垂直O(jiān)A切面：半徑為No的圓切面，可測定No的顏色和折射率，軸性及光符第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月平行OA的切面：半徑為Ne、No的橢圓切面，因含光軸，又稱光軸面（OP），可測Ne、No的折射率和顏色，礦物的最大雙折射率NeNoNoNe一軸晶光率體-----------主要切面及其意義第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月斜交光軸的切面：半徑為Ne’、No的橢圓切面，可測No的折射率和顏色，當(dāng)斜交角較小時，可用來確定光性符號Ne’NoNoNe‘一軸晶光率體-----------主要切面及其意義第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月NoNeNoNe’NoNoNeNoNe‘垂直O(jiān)A切面平行OA的切面斜交光軸的切面正光性負光性確定以下切面的名稱和光符連圖第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.二軸晶光率體光率體形態(tài)：三軸（半徑）不等的橢球體,三個橢圓半徑分別為Ng、Nm、Np。

Ng>Nm>Np第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)------五、光率體第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光率體要素：有三個與橢球體半徑一致的主折射率：

Ng(>Ng’>)Nm(>Np’>)Np有兩個光軸（OA）兩個光軸間的銳角夾角稱為光軸角，用2V表示銳角的平分線稱為Bxa,可是Ng,也可是Np，鈍角平分線為Bxo包含兩個光軸的切面稱為光軸面，用OAP表示NgNpNm二軸晶光率體-----------光率體要素NmNmNmNmNm第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月正光性：Ng=Bxa,光軸角表示為(+)2V負光性:Np=Bxa,光軸角表示為(-)2V正負光性的判別還可用近似的判別公式:正光性：Ng-Nm>Nm-Np負光性:Ng-Nm<Nm-Np二軸晶光率體-----------光性正負之分第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月半徑為Nm的圓切面,雙拆率為0，可測Ｎm的顏色和折射率，錐光下可測軸性和光符，光軸角大小。二軸晶光率體-----------主要切面及意義:(1)⊥ＯＡ切面：第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月可測Ｎg和Np的顏色、折射率、最大雙折率和最高干涉色第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月⊥Bxa切面:是在錐光鏡下確定光符和2V大小的重要切面Bxa=NgBxa=NpOA第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)斜切面：NmNp’、NmNg’、Ng’Np’面第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月光率體主軸(橢圓半徑)與結(jié)晶軸之間的關(guān)系稱為光性方位。1.高級晶族(等軸晶系):光率體主軸與結(jié)晶軸重合第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

六、光性方位第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.中級晶族（一軸晶）：光軸（OA）=Ne=高次對稱軸第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.低級晶族（二軸晶）斜方晶系：三個光率體主軸與三個結(jié)晶軸分別一致。第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

單斜晶系：結(jié)晶軸Y軸為二次對稱軸，與光率體主軸之一重合，其余兩結(jié)晶軸與光率體主軸斜交。第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月三斜晶系：

結(jié)晶軸與光率體軸全部斜交第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月不同色光在同一介質(zhì)中表現(xiàn)出光學(xué)性質(zhì)差異的現(xiàn)象，叫色散:折射率色散：折射率隨光波波長不同而變化雙折率色散：雙折射率隨光波波長不同而變化，常產(chǎn)生異常干涉色光率體色散：光率體因雙折率色散而發(fā)生幾何形態(tài)的變化第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

七、色散

第41頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月白光色散光ir折射率色散：第42頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月雙折射率色散：1,產(chǎn)生異常干涉色(如綠泥石)2,導(dǎo)致光率體形態(tài)發(fā)生變化(光率體色散),如銅鈾云母單色光蘭光光源時單色光紅光光源時第43頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月Lighttravellingalongthec-axisisableto