2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：光的雙折射

光的雙折射

光的雙折射主要內(nèi)容：1.雙折射現(xiàn)象2.惠更斯對雙折射現(xiàn)象的解釋雙折射現(xiàn)象

方解石一束光入射到各向異性的介質(zhì)后出現(xiàn)兩束折射光的現(xiàn)象.食鹽晶體1.雙折射現(xiàn)象2.晶體傳播光的特性(1)尋常光和非常光o

光e

光一束折射光始終在入射面內(nèi)，并遵循折射定律，稱為尋常光，簡稱

o光.稱為非常光，簡稱

e光.

另一束折射光一般不在折射面內(nèi)，不遵循折射定律，即o

光e

光(2)晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿一個特殊方向傳播時不發(fā)生雙折射，這個方向稱為晶體的光軸.光軸78o102o78o102o102o102o(3)主平面e光光軸o光光軸··o光的主平面e光的主平面晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面.(4)o光和e光是光矢量振動方向不同的線偏振光

o光的光矢量振動方向與o光主平面垂直，總是與光軸垂直.光軸e

光的光矢量在e光主平面內(nèi)，其與光軸的夾角隨傳播方向而改變.

說明

光軸在入射面時，o

光主平面和e光主平面重合，此時

o

光振動和e光振動相互垂直.

一般情況下，兩個主平面并不重合，所以o

光和e光的光矢量方向也不相互垂直.惠更斯對雙折射現(xiàn)象的解釋1.單軸晶體中的波面光的雙折射實質(zhì)上是由于光在晶體中的傳播速率與光的傳播方向和光的偏振狀態(tài)有關(guān).

o光沿不同方向的傳播速率相同，其波面是球面光軸

e光沿不同方向的傳播速率不相同，其波面是以光軸為軸的旋轉(zhuǎn)橢球面.光軸(e

光主折射率)由于在光軸方向上不發(fā)生雙折射現(xiàn)象，在光軸方向o光和e光的速率相等.2.正晶體、負(fù)晶體光軸

(平行光軸截面

)(垂直光軸截面

)

光軸

(平行光軸截面

)(垂直光軸截面

)

正晶體負(fù)晶體3.雙折射的惠更斯幾何描述方法(負(fù)晶體)光軸平行入射面，自然光斜入射晶體.o光軸e光軸平行入射面，自然光垂直入射晶體oe光軸光軸平行晶體表面，自然光垂直入射晶體此時，o,e光在晶體內(nèi)的傳播方向相同，但傳播速度不同,從晶體出射后，二者產(chǎn)生相位差.這種情況仍然屬于有雙折射.說明實驗裝置旋光物質(zhì)光軸2.實驗現(xiàn)象從石英晶片出射的是偏振光，振動面旋轉(zhuǎn)了一個角度.

石英晶片具有旋光性.有兩類旋光物質(zhì)，即左旋光物質(zhì)和右旋光物質(zhì).天然旋光物質(zhì)中，光的振動面旋轉(zhuǎn)的角度

與光經(jīng)過旋光物質(zhì)的厚度

d成正比實驗結(jié)果對于有旋光性的溶液，

還與溶液的濃度

c成正比α：旋光率

(與旋光物質(zhì)的性質(zhì)、溫度及入射光波長有關(guān))石英的旋光率與波長關(guān)系

波長/nm794.76728.1656.2546.1430.7382.0257.111.58913.29417.31825.53842.60455.625143.266光色