晶体光学基础精选PPT.ppt
《晶体光学基础精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《晶体光学基础精选PPT.ppt(44页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于晶体光学基础第1页,讲稿共44张,创作于星期二 5.1 自然光与偏振光自然光与偏振光 光是具有一定波长的电磁波;具有波动性和微粒性。光是具有一定波长的电磁波;具有波动性和微粒性。光电效应光电效应的发现,证明了光是一物质(即光是由具的发现,证明了光是一物质(即光是由具有极小能量的粒有极小能量的粒“光子光子”组成的),而波动是质的运组成的),而波动是质的运动形式。动形式。光的波动形式光的波动形式以正弦曲线运动,其传播以正弦曲线运动,其传播方向与振动方向相互垂直。方向与振动方向相互垂直。光在真空中速度是:光在真空中速度是:第2页,讲稿共44张,创作于星期二 5.1 自然光与偏振光自然光与偏振光第
2、3页,讲稿共44张,创作于星期二自然光自然光一切普通光源所一切普通光源所发出的光。发出的光。特点:特点:在垂直于光波传播在垂直于光波传播方向的平面内,各方向上都方向的平面内,各方向上都有等幅的光振动,其振动面有等幅的光振动,其振动面是瞬息万变的,有无数个。是瞬息万变的,有无数个。自然光等效为两振幅相等、互相垂直的、自然光等效为两振幅相等、互相垂直的、无相位关系的线偏振光无相位关系的线偏振光 5.1 自然光与偏振光自然光与偏振光振 动 面AB A 自然光 B 偏光图5-2 自然光与偏振光的振动特点第4页,讲稿共44张,创作于星期二偏振光偏振光振动方向固定不变振动方向固定不变特点:在垂直于光波传播
3、方向的平面内,只有一个特点:在垂直于光波传播方向的平面内,只有一个固定方向上有等幅的光振动,振动面只有一个。又固定方向上有等幅的光振动,振动面只有一个。又称为平面偏光。称为平面偏光。5.1 自然光与偏振光自然光与偏振光第5页,讲稿共44张,创作于星期二nnCBA反射光线反射光线D折射光线折射光线5.2 光的折射与全反射光的折射与全反射1 1、光的折射、光的折射(折射定律(折射定律)入射线,折射线和折射面法线恒处入射线,折射线和折射面法线恒处于同一平面内,且入射角的正弦与折射角的正弦之比等于光波在于同一平面内,且入射角的正弦与折射角的正弦之比等于光波在入射介质与折射介质中的波速之比。入射介质与折
4、射介质中的波速之比。N N2,12,1=v=vi i/v/vr r=sini/sinr =sini/sinr N N2,12,1折射介质对入射介质的折射率。折射介质对入射介质的折射率。若入射介质为真空若入射介质为真空,则,则N N称为折射介质的称为折射介质的绝对折射率,简称折射率。绝对折射率,简称折射率。N=sini/sinr=VN=sini/sinr=V0 0/V/Vr r 折射率值是宏观地反映介质的微观结构的光学常数,是鉴定透明矿物的最可靠常数之一。第6页,讲稿共44张,创作于星期二白光白光 介质折射律不仅与介质种类有关,而且与光的波长有关。光在介质折射律不仅与介质种类有关,而且与光的波长
5、有关。光在折射时,折射时,不同波长的光将分散开来,这种现象不同波长的光将分散开来,这种现象叫作叫作色散色散。5.2 光的折射与全反射光的折射与全反射第7页,讲稿共44张,创作于星期二当入射光由疏介质射入密介质时,当入射光由疏介质射入密介质时,i ir r,即折射线靠近法线;即折射线靠近法线;当入射光由密介质射入疏介质时,当入射光由密介质射入疏介质时,i ir r,即折射线离开法线方向折射。即折射线离开法线方向折射。增增大入射角大入射角i i,折射角折射角r r也随之增大,当也随之增大,当r=90r=90时,光线不再进入折射介质时,光线不再进入折射介质中,此时的入射角称为全反射角(或临界角,用中
6、,此时的入射角称为全反射角(或临界角,用表示表示),),当入射角大当入射角大于临界角时,即产生全于临界角时,即产生全反射。反射。2.光的全反射光的全反射点光源点光源.全内反射全内反射5.2 光的折射与全反射光的折射与全反射第8页,讲稿共44张,创作于星期二当入射角大于等于当入射角大于等于 ic 时,全部光能量都反回原介质这种反射叫作时,全部光能量都反回原介质这种反射叫作光的光的全反射全反射,或叫作光的或叫作光的全内反射全内反射.光进入光学纤维后光进入光学纤维后,多次多次在内壁上发生全内反射在内壁上发生全内反射,光从纤维的一端传向另光从纤维的一端传向另一端一端.光学纤维光学纤维:中央折射率中央折
7、射率大大,表层折射率小的透表层折射率小的透明细玻璃丝明细玻璃丝.应用应用5.2 光的折射与全反射光的折射与全反射第9页,讲稿共44张,创作于星期二设:疏介质折射率设:疏介质折射率n n;密介质折射率密介质折射率N N;由折射定律:由折射定律:sin/sin 90=n/N n=Nsin sin/sin 90=n/N n=Nsin当当N N已知时,由全反射原理可求出另一介质的折射率已知时,由全反射原理可求出另一介质的折射率n n。阿贝折光仪阿贝折光仪应用应用5.2 光的折射与全反射光的折射与全反射第10页,讲稿共44张,创作于星期二rcr90i2112图5-5 阿贝折射仪工作原理图第11页,讲稿共
8、44张,创作于星期二5.3 光的色散单色光:是只有一种频率或波长的光。单色光:是只有一种频率或波长的光。复色光:是包括多种频率的光。复色光:是包括多种频率的光。光的色散:是复色光分解为单色光而形成光谱的光的色散:是复色光分解为单色光而形成光谱的 现象。现象。760 630 600 570 500 450 430 400(nm)红红 橙橙 黄黄 绿绿 青青 蓝蓝 紫紫 第12页,讲稿共44张,创作于星期二5.4.4光在晶体中的传播光在晶体中的传播根据物质的光学性质,将透明固体根据物质的光学性质,将透明固体物质分为二类:均质体与非均质体。物质分为二类:均质体与非均质体。1 1、光在均质体中的传播、
9、光在均质体中的传播 其传播速度不因光波振动方向其传播速度不因光波振动方向的改变而发生变化。即光在均质的改变而发生变化。即光在均质体中传播时,只发生单折射,其体中传播时,只发生单折射,其折射率值只有一个,并且入射光折射率值只有一个,并且入射光波的振动特点和振动方向基本不波的振动特点和振动方向基本不改变。改变。常见的均质体有二类:常见的均质体有二类:非晶体非晶体(如玻璃、树胶等)和等轴晶系的(如玻璃、树胶等)和等轴晶系的晶体(如萤石、方镁石、石盐等)。晶体(如萤石、方镁石、石盐等)。均空图5-7 光波垂直均质体薄片入射示意图第13页,讲稿共44张,创作于星期二2 2、光在非均质体中的传播、光在非均
10、质体中的传播 其传播速度随光波振动方向的改变而发生变其传播速度随光波振动方向的改变而发生变化,因而折射率值也因振动方向的不同而变化,化,因而折射率值也因振动方向的不同而变化,即非均质体的折射率值不只一个。即非均质体的折射率值不只一个。光波射入非均质体,除特殊方向外,光波射入非均质体,除特殊方向外,都要分解成振动方向相互垂直且传播速度都要分解成振动方向相互垂直且传播速度不等的两种偏光不等的两种偏光即发生双折射现象即发生双折射现象(如图)。(如图)。两条偏光的折射率值之差称为双折射率。两条偏光的折射率值之差称为双折射率。实验证明,光波射入非实验证明,光波射入非均质体的特殊方向不产均质体的特殊方向不
11、产生双折射现象,该方向生双折射现象,该方向称为光轴(称为光轴(OAOA表示)。表示)。根据这一性质,可将非均根据这一性质,可将非均质体分为二类:质体分为二类:一轴晶和一轴晶和二轴晶。二轴晶。5.4.4光在晶体中的传播光在晶体中的传播Ne/C轴No图5-8 冰洲石的双折射现象第14页,讲稿共44张,创作于星期二e e光光晶体的截面晶体的截面O O光光单色自然光单色自然光78780 01021020 0光轴光轴5.4.4光在晶体中的传播光在晶体中的传播第15页,讲稿共44张,创作于星期二一轴晶一轴晶晶体中只有晶体中只有一个方向不产生双折射,一个方向不产生双折射,即只有一根光轴(中级即只有一根光轴(
12、中级晶族晶体)。晶族晶体)。二轴晶二轴晶晶体中晶体中有二个方向不产生有二个方向不产生双折射,即有二根双折射,即有二根光轴(低级晶族晶光轴(低级晶族晶体)。体)。另一偏光振动方向平行于光另一偏光振动方向平行于光轴和光波传播方向构成的平轴和光波传播方向构成的平面面非常光,以非常光,以“e e”表示;表示;其折射率值随光波振动方向其折射率值随光波振动方向不同而变化,以不同而变化,以“N Ne e”表示。表示。对于一轴晶,除光轴方向外,对于一轴晶,除光轴方向外,入射光均有二个折射率,一入射光均有二个折射率,一偏光振动方向永远与光轴垂偏光振动方向永远与光轴垂直直常光,以常光,以“o o”表示;表示;其折
13、射率值保持不变,以其折射率值保持不变,以“N No o”表示。表示。5.4.4光在晶体中的传播光在晶体中的传播Ne/C轴No图5-8 冰洲石的双折射现象第16页,讲稿共44张,创作于星期二5.5 5.5 光率体光率体1 1、定义、定义:表示光波在晶体中传播时,其振动方向与表示光波在晶体中传播时,其振动方向与相应折射率之间关系的光性指示体(立体几何图形)相应折射率之间关系的光性指示体(立体几何图形)。作图方法简介作图方法简介:P83:P832、光率体的分类光率体的分类根据晶体的对称特征,分为三类:根据晶体的对称特征,分为三类:均质体光率体、一轴晶光率体、二轴晶光率体。均质体光率体、一轴晶光率体、
14、二轴晶光率体。问题:如果一个晶体被分成多块,其光率体有何变化?问题:如果一个晶体被分成多块,其光率体有何变化?第17页,讲稿共44张,创作于星期二形态球体;n对光性的指示过光率体的中心垂直入射光作切面,在任何方向上得到的都是圆切面,圆切面的半径代表其折射率值。均质体的光率体是一个圆球体,可用球面方程表示:X2+Y2+Z2=N2,其中N为均质体的折射率。NNON5.5 5.5 光率体光率体5.5.1 5.5.1 均质体光率体均质体光率体第18页,讲稿共44张,创作于星期二(1)(1)形态形态旋转椭球体,旋转轴旋转椭球体,旋转轴为光轴(晶体的为光轴(晶体的c c轴),并且有正轴),并且有正负之分。
15、负之分。5.5 光率体光率体5.5.2 5.5.2 一轴晶光率体一轴晶光率体特点:特点:旋转轴为长轴,旋转轴为长轴,NeNeNoNo,一轴晶正光性光一轴晶正光性光率体,相应矿物为一轴晶率体,相应矿物为一轴晶正光性矿物。正光性矿物。NoNeONo第19页,讲稿共44张,创作于星期二 (2)举例:)举例:a、石英、石英:光沿光沿c轴方向入射,不发生双折射,轴方向入射,不发生双折射,c轴切片的折射率:轴切片的折射率:No=1.544,为圆为圆切面;切面;光波垂直光波垂直c 轴入射,发生双折射,轴入射,发生双折射,产生二条振动方向相互垂直的偏光,产生二条振动方向相互垂直的偏光,c轴切片上,测得折射率轴
16、切片上,测得折射率No=1.544,Ne=1.553。为椭圆切面。为椭圆切面。垂直垂直c轴的入射光可有无数条,均可轴的入射光可有无数条,均可得到相同的椭圆切面,将它们联系起来,得到相同的椭圆切面,将它们联系起来,可得到石英的光率体。可得到石英的光率体。quartzc-axis1.5441.553O5.5 光率体光率体5.5.2 5.5.2 一轴晶光率体一轴晶光率体第20页,讲稿共44张,创作于星期二 b b、方解石、方解石 No=1.658No=1.658,Ne=1.486 Ne=1.486calcitec-axisNoNeONo特点:特点:旋转轴为短轴,旋转轴为短轴,NeNoNeNo,一轴晶
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 晶体 光学 基础 精选 PPT
限制150内