晶体光学教案

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晶体光学教案 《》 于介江高福红董永胜 第一晶体光学基础 章 晶体光学涉及某些重要的物理光学原理和结晶矿物学基础知识，本章要求学生重点掌握 光的偏振现象、折射及折射率、光在晶体中的传播特性、晶体中的双折射现象、光率体和光 性方位。其中重点是晶体中的双折射现象和光率体的构成；难点是光性方位。 一、光的基本性质及有关术语 “” ·光具有波粒两相性 晶体光学主要利用的是光的波动理论。 。 ·光波是一种横波 光的传播方向与振动方向互相垂直。晶体中许多光学现象与此有关。 。 ·可见光： 390—770nm 电磁波谱中波长范围的一个区段，由波长不同的七色光组成。 ·自然光： 在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等。 ·偏振光： 在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动。自然光转化为 偏振光的过程称偏振化。 SiniSina= ia N （入射角）（折射角）（入射速度）（折射速度） V/ V= / ·折射定律：  ia  NiaaiiNia 为介质对介质的相对折射律。当介质为真空时，称介质的(绝对)折 NN 射律，以表示。是介质微观特征的宏观反映，是物质的固有属性之一，因此它是 鉴定矿物的重要光学常数之一。 i ·全反射临界角和全反射 当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角总是小于折射角 ：  aa i= i> =90 °  ，当时，，此时入射角 称为全反射临界角。当入射角时， 折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射。 二、光在晶体中的传播 光性均质体光性非均质体 根据光在物质中的传播特点，可以把自然界的物质分为和。 性均质体： 指光学性质各方向相同的晶体。包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。 光波在均质体中的传播特点： 光的传播速度不因光的振动方向不同而发生改变（各向同 · 性），联系折射定律可知，均质体的折射率只有一个。 ·光性非均质体： 光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。 包括中级晶 族 ()() 一轴晶和低级晶族二轴晶的矿物。 ·光波在非均质体中的传播特点： 光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生 改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。 ·有关术语介绍： 双折射、双折射率、光轴、一轴晶矿物、二轴晶矿物。 （1）双折射： 光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度