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 222222sincoseoonncv (6-3) 式中on 是o 光折射率,en 是e 光沿垂直于光轴方向传播时的折射率, 是e 光线与光轴的夹角,c 是真空中光速
负晶体(eonn )和正晶体(eonn )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