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0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 crystall principal section of crystaL, principal plane of crystal
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
●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 一热传导的各向异性, 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种品系—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、 ▲双轴晶体:单斜晶系,三斜晶系,正交晶系, 如蓝宝石、云母、… ▲立方晶系——各向同性介质, 如食盐NaCl晶粒
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
●双折射现象 e光(非掌圪 (导学宪) 总光 方石 」其自然解理面为平行六面体 图8- 图8-2冰洲石双折射现象的图片
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
图 *光轴 单轴晶体,存在一个特殊方向 光驷, 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 (1020,1020,102°) ●o光波面与e光波面——喜更斯模型。 体内一点源, 沿任意方向产考察波 传播行为,应分别 o振动、e振动而论。 图8-4 0振动,光矢量E()⊥主平面(Z); e振动,光矢量E()/平面(Z,F)
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r r 考察波 传播行为，应分别 o 振动、e 振动而论。 o 振动，光矢量 E (t) o r ⊥ 主平面（Z r） r r , ； e 振动，光矢量 E (t) e r ‖主平面（Z r） r r , 。 图 8-3 图 8-4
晶体 ()· 负晶体 正晶体 图8-5 冰洲石(负晶体) 石英(正晶体) v(5)≥V v2(5)≤v 或n2(5≤n, n2(5)≥m (nsc (1)o振动传播规律 各向同性,o光波面∑。()为球面, (2)e振动传播规律 各向异性,e光波面∑()为旋转椭球面, 转轴为光轴;两套波面相切于光轴方向
8.5 冰洲石（负晶体） 石英（正晶体） e o v (ξ ) ≥ v ， e o v (ξ ) ≤ v . 或 ne ≤ no (ξ ) ， e o n (ξ ) ≥ n . ( v c n = ) (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 8-5