高二物理競(jìng)賽光的雙折射現(xiàn)象課件

§14-13光的雙折射現(xiàn)象一.雙折射的概念1.雙折射現(xiàn)象一束光線進(jìn)入某種晶體,產(chǎn)生兩束折射光叫雙折射.···

方解石oeeo2.尋常光(o光)和非尋常光(e光)o光:遵從折射定律e光:一般不遵從折射定律e光折射線也不一定在入射面內(nèi).···n1n2i各向異性媒質(zhì)自然光o光e光

當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。例如，方解石晶體(冰洲石)

光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸.二、晶體的光軸和光線的主平面1.光軸AB102°78°光軸單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體，如方解石。雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體，如云母。2

主平面和主截面主平面:晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面.一般情況下,o主平面與e主平面是不重合的.實(shí)驗(yàn)表明:o光是光矢量與o主平面垂直的線偏振光.e光是光矢量與e主平面平行的線偏振光.e光的主平面o光的主平面o光光軸····e光光軸

當(dāng)光軸在入射面內(nèi)時(shí),主截面,o主平面,e主平面都重合.主截面:

晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面.如圖入射時(shí),入射面就是主截面.?o光e光109o71o光軸???o光和e光的振動(dòng)方向是相互垂直的。方解石的主截面三.惠更斯原理對(duì)雙折射的解釋1.晶體的主折射率、正晶體、負(fù)晶體

在雙折射晶體中,o光沿各向傳播的速度相同,故o波波面為球面.························v0t光軸o波面表示o光的傳播速度對(duì)于o光，晶體的折射率是與方向無(wú)關(guān)的常數(shù)，只由晶體材料決定.

n0

，ne稱為晶體的主折射率

e光沿各向的傳播速度不同,e波面為橢球面.O光與e光沿光軸方向傳播速度相同.表示e光的傳播速度對(duì)于e光，晶體的折射率與方向有關(guān)，不再是常數(shù)。光軸vete波面

正晶體:

ne>no負(fù)晶體:

ne<no光軸光軸(ve<vo)(ve>vo)

以負(fù)晶體為例,利用惠更斯原理，做出單軸晶體中o光和e光的傳播方向。四、偏振棱鏡1.尼科爾棱鏡光軸加拿大樹(shù)膠吸收涂層···········自然光··e光o光方解石

自然光在AB面折射為o光和e光,o光以約76o入射到加拿大樹(shù)膠層AC上.被AC面全反射.只有e光出射,產(chǎn)生偏振光.ABCD2.沃拉斯頓棱鏡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．············o光e光···ABCDe光o光ABD的光軸平行于AB面，BDC的光軸與ABD的光軸垂直。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.洛匈棱鏡··············e光o光

五、晶體的二向色性

某些晶體對(duì)o光和e光的吸收有很大差異，這叫晶體的二向色性.

例如，電氣石對(duì)o光有強(qiáng)烈吸收，而對(duì)e光吸收很弱，用它可產(chǎn)生線偏振光。顯微鏡：D不會(huì)很大，可以減小提高分辨率。使用＝400nm的紫光，最小分辨距離為200nm，放大倍數(shù)2000倍。電子顯微鏡能分辨相距0.1nm的兩個(gè)物點(diǎn)，可看到單個(gè)原子。

例1

設(shè)人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在可見(jiàn)光中，人眼最敏感的波長(zhǎng)為550nm，問(wèn)（1）人眼的最小分辨角有多大？

（2）神舟五號(hào)軌