第8章晶体中光的传播

8 .1 第8 章 光在晶体中的传播 8.1 晶体双折射 • 晶 体 简 介 • 双 折 射 现 象 • 单 轴 晶 体 中o 光 、 e 光 波 面 • 晶 体 中 的 惠 更 斯 作 图 法 • 两 个 重 要 情 形 • 小 结 birefringence, ordinary light, extraordinary light, uniaxial crystal, biaxial crystal, principal section of crystal, principal plane of crystal. 8 .2  晶体简介 外形有一定规则性或对称性， 内部 原子排列 有序、周期性， 规则有序结构 导致 物理性质的各向异性 ——热传导的各向异性， 电导、极化、磁化的各向异性， 光速的各向异性。 光在晶体中的传播 —— 光在各向异性介质中的传播。 *《固体物理》、<晶格几何理论> 表明： 7 种晶系——14 种晶格、32 种点群，  单轴晶体：三角晶系，四角晶系，六角晶系， 如 冰洲石 CaCO3 —— 方解石之一种， 红宝石、石英、K  双轴晶体：单斜晶系，三斜晶系，正交晶系， 如 蓝宝石、云母、K  立方晶系——各向同性介质， 如 食盐 NaCl晶粒。 8 .3  双折射现象 其自然解理面为平行六面体图8 -1 图 8 -2 冰洲石双折射现象的图片8 .4 * 光轴 单轴晶体，存在一个特殊方向 —— 光轴， 光沿光轴方向传播不发生双折射。 冰洲石 光轴方向 —— 平行于两个钝棱角的对角线方向。 （ 1020，1020，1020 ）  o 光波面与 e 光波面 —— 惠更斯模型。 体内一点源， 沿任意方向rr 考察波 传播行为，应分别 o 振动、e 振动而论。 o 振动，光矢量)(tEor⊥ 主平面）（rZ rr,； e 振动，光矢量)(tEer‖主平面）（rZ rr,。 图 8 -3图 8 -4 8 .5 冰洲石（负晶体） 石英（正晶体） oevv≥)(ξ， oevv≤)(ξ. 或 oenn≤)(ξ， oenn≥)(ξ. (vcn =) (1) o 振动传播规律 —— 各向同性，o 光波面∑o t)(为球面， (2) e 振动传播规律 —— 各向异性，e 光波面∑e t)( 为旋转椭球面，转轴为光轴；两套波面相切于光轴方向。 图 8 -58 .6 * 主折射率on 与en ， 对于e 光， 冰洲石 石英 oenn=)0(， 1.65836 1.54425 eenn=)2(π 1.48641 1.55336 ～ 10 ％， ～ 5‰， 对于 负晶体 eeonnn≥≥)(ξ， 对于 正晶体 eeonnn≤≤)(ξ. 如何 由主折射率),(eo nn导出)(ξen， 留待下节。 其实，主折射...