光在單軸晶體中的波面.ppt

惠更斯假設(shè)晶體中發(fā)光點的波面,o光為球面,e光為旋轉(zhuǎn)橢球面,符合,對光的本性和晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,晶體微觀結(jié)構(gòu)的各向異性：,分子為各向異性的振子，三個振動方向的振動固有頻率為：,122,方向確定,大小不變,相互垂直,各向異性的振子的三個振動方向,單軸晶體,振子的振動方向為兩個，設(shè),平行于晶體光軸方向的振動頻率為1,垂直于晶體光軸方向的振動頻率為2,光通過晶體時，晶體中的帶電粒子在光的交變電場作用下做受迫振動，其頻率和入射光的頻率相同。,5.4 光在單軸晶體中的波面圖,入射光的電矢量振動方向和1 所在方向相同時，晶體中的帶電粒子做穩(wěn)定受迫振動，并發(fā)出頻率與入射光頻率相同的次波疊加形成折射波，其位相和1 有關(guān)。,改變?nèi)肷涔獾姆较蚧蚓w的位置，若使入射光的電矢量振動方向和2 所在方向相同時，受迫振動位相和2 有關(guān)。,晶體中振動方向不同的成分具有不同的位相傳播速度,決定光在晶體中的波面,復(fù)習(xí)：受迫振動,受力,-kx；,-v；,F0 cost；,運動學(xué)方程,x = A cos（t+）,其中,（固有頻率）,初位相與0有關(guān),晶體可分為正晶和負(fù)晶.,neno的晶體, 叫做正晶. 如石英.,neno的晶體, 叫做負(fù)晶. 如方解石.,對于鈉黃光，方解石晶體的折射率：,e光沿垂直于光軸的方向，折射率最小，速度最大。,對于鈉黃光，石英晶體的折射率:,e光沿垂直于光軸的方向， 折射率最大， 速度最小.,(1)負(fù)晶波面圖, 光軸,O-xyz是方解石晶體內(nèi)的三維坐標(biāo), t=0時刻自原點發(fā)出的光振動, 在t=t時刻, o光振動傳到以v0t為半徑的球面上。因此 ，o光的波面圖是球面.,(2)正晶的波面圖, 光軸,e光波面圖是長軸為vet, 短軸為vot, 在光軸方向上外切球面的橢球面.,鈉黃光在石英晶體內(nèi)折射率:,vo,vo,ve,晶體光軸,發(fā)光點 c,過 c 點晶體主截面,研究自c點發(fā)出的所有光線,振動方向垂直于主截面（o光）,在主截面內(nèi)沿任何方向傳播的光都使振子在垂直于光軸方向振動，其位相均與2有關(guān)，有相同的傳播速度 vo,不同傳播方向光振動方向和主軸成不同夾角,振動方向平行于主截面（e光）,CA1方向：光振動方向光軸，受迫振動位 相與2有關(guān)，傳播速度為 vo,CA2方向：光振動方向光軸，受迫振動位 相與1有關(guān)，傳播速度為 ve,CA3方向：光振動方向與光軸成一夾角，傳 播速度介于 vo和ve之間,其波面為以光軸為軸的旋轉(zhuǎn)橢球面,其波面為以光軸為軸的球面,討論,1、e光的傳播方向不一定垂直于波面晶體中特有的現(xiàn)象,2、單軸晶體,在光軸方向，旋轉(zhuǎn)橢球波面和球波面相切，光的傳播速度相同，不發(fā)生雙折射。,正晶體（negative）：旋轉(zhuǎn)橢球波面在球波面內(nèi),負(fù)晶體（positive）：旋轉(zhuǎn)橢球波面在球波面外,正晶體,正晶體,負(fù)晶體,負(fù)晶體,光軸,光軸,光軸,光軸,光軸在入射面內(nèi)時,