晶体的光学各向异性
区分晶体和非晶体方法
区分晶体和非晶体方法
晶体和非晶体是固体材料的两种基本结构状态。
晶体具有有序排列的结构、定向性良好和规则的几何形状，而非晶体没有有序排列的结构、定向性较差和无规则的几何形状。
下面是一些区分晶体和非晶体的方法：
1. X射线衍射：晶体材料的结构具有明显的点阵结构，可以通过X射线衍射图谱来确定其晶体结构。
而非晶体材料没有点阵结构，因此X射线衍射图谱呈现出弥散环形。
2. 热分析：晶体材料在特定温度范围内具有明显的热稳定性，即熔点和结晶温度。
非晶体材料则没有这些性质，其热分析图形似乎缺少明显的熔点和结晶峰。
3. 密度：晶体材料的密度通常比同种元素的非晶体材料高，因为晶体具有更紧密的结构和更少的空隙。
4. 光学性质：晶体具有各向异性，即其物理性质（如光学、电学和磁学等）取决于不同方向的取向。
而非晶体的物理性质是各向同性的。
5. 硬度：晶体材料的表面有规则的细微结构，通常比非晶体材料更坚硬。
6. 拉伸性能：晶体通常具有较好的拉伸性能，而非晶体则通常较为脆性。
晶体的光学各向异性
经上述主轴变换后，
T1'1 T1,T2'2 T2 ,T3'3 T3,T1'2 T2'1 T1'3 T3'1 T2'3 T3'2 0,
可表示为:
T1 0
0
0
T2
0
0 0 T3
最后应指出，张量与矩阵是有区别的， 张量代表一种物理量，因此在坐标变换时， 改变的只是表示方式，其物理量本身并不 变化，而矩阵则只有数学意义。因此，有 时把张量写在方括号内，把矩阵写在圆括 号内，以示区别。
2.
（1）.单色平面光波在晶体中的传播特性 A.晶体中光电磁波的结构——波动方程
E、D、H
(
E0、D0、H
0
)e
i
(t
n c
k
r
)
H k c D n
E k 0c H
n kD 0
kH 0
B.能量密度
根据电磁能量密度公式有：
we
1 2
E
D
n 2c
E
(H
T111
T122
T133
T123
T132
T131
T113
T112
T121
Tijk T211 T322 T233 T223 T232 T231 T213 T212 T221
T311 T322 T333 T323 T332 T331 T313 T312 T321
实际上，一个标量可以看作是一个零阶张量，一 个矢量可以看作是一个一阶张量。从分量的标记方 法看，标量无下标，矢量有一个下标，二阶张量有 两个下标，三阶张量有三个下标。因此，下标的数 目等于张量的阶数。
晶体双折射的波动光学理论基础各向异性介质的介电张量-青岛理工大学
Chapter 11偏振与晶体光学基础
晶体双折射的波动光学理论基础
各向异性介质的介电张量 电位移矢量D的方向代表在外加电场的作用下介质的极化方向. 在上述电各 向异性介质中, D和E最简单的关系是D的各个直角分量和E的各个直角分量 满足线性关系
H k D E k H 0 k D 0 k H 0
Engineering Optics Dr. F. Guo QUTech Spring 2016
k 0为波法线单位矢量
可以得到
Chapter 11偏振与晶体光学基础
H k D E k H 0 由 k D 0 k H 0
工程光学
Engineering Optics
郭 峰
青岛理工大学 机械工程学院
Engineering Optics Dr. F. Guo QUTech Spring 2016
Chapter 11偏振与晶体光学基础
晶体双折射的波动光学理论基础
各向异性介质的介电张量 各向同性介质的物质方程
Dx x 0 0 E x D 0 0 E 0 y y y D 0 0 E z z z
x,y,z三个方向互相垂直，称为主轴方向. x, y ,z 称为晶体的主介电常数. 一般说来 x y z 这就是双轴晶体。若其中两个相等但与另一个不相等
Engineering Optics Dr. F. Guo QUTech Spring 2016
Dx xx E x xy E y xz E z D y yx E x yy E y yz E z Dz zx E x zy E y zz E z
各向异性材料的物理性质
各向异性材料的物理性质各向异性材料是指在其内部结构或分子构成上存在着明显的方向性差异，从而导致其物理性质在不同方向上表现出差异性的材料。
相较于各向同性材料，各向异性材料在很多方面具有独特的性质和应用潜力。
本文将围绕各向异性材料的物理性质展开论述，并介绍其在材料科学领域中的重要性。
一、光学性质各向异性材料在光学性质方面表现出明显差异。
例如，晶体材料具有光学各向异性，这意味着光线传播在不同晶向上的速度不同，产生折射和偏振现象。
这使得晶体材料在光学设备领域中有着广泛的应用，并且成为许多光电器件的基础。
二、磁性性质各向异性材料的磁性性质也具有显著的差异。
磁性材料中存在着磁畴的形成和磁畴壁的运动，而各向异性则会影响磁畴的排列方向和磁畴壁的稳定性。
这使得各向异性材料在磁存储、传感器和磁性材料制备等领域具有重要应用。
三、电子性质在电子性质方面，各向异性材料的电导率、电子迁移率和载流子输运性质等均会受到方向性的影响。
例如，某些有机半导体材料因其分子排列的各向异性特性而表现出不同的电子传导行为。
这使得各向异性材料在有机电子学领域中有着广泛的应用前景。
四、力学性质各向异性材料的力学性质通常会因材料内部的各向异性结构而产生方向性差异。
例如，纤维增强复合材料中的纤维方向和矩阵材料之间的界面结合强度具有方向性差异。
这使得各向异性材料在结构工程、航空航天等领域中广泛应用，能够提供更高的强度和刚度。
五、热学性质各向异性材料的热学性质也会受到方向性的影响。
例如，晶体材料的热导率在不同晶向上会有所不同。
此外，各向异性材料在热膨胀和热收缩等方面也表现出不同的特性。
这使得各向异性材料在热管理和热传导领域有着广泛的应用。
各向异性材料的物理性质不仅在基础科学研究中具有重要作用，而且在工程应用中也具有广泛的潜力。
通过深入研究各向异性材料的物理性质，可以更好地理解材料行为和性能，并为创新材料设计和应用提供有益的指导。
因此，持续深入研究各向异性材料的物理性质对于材料科学和工程领域的发展至关重要。
晶体光学
k
2 x0
k
2 y0
k
2 z0
0（2.3-5）
1 n2
1
xr
1 n2
1
yr
1 n2
1
zr
单轴晶体中 的传播规律
九．波矢菲涅耳方程的解
定义三个主折射率
nx xr , ny yr , nz zr
对于单轴晶体
z
ko kzo
oθ
kyo
y
xr yr nx ny no
0n2k0
k0
E
（2.2-13）
利用 A BC B AC C A B 上式写成
D 0n2 E k0 k0 E
（2.2-14）
菲涅耳方程
将基本方程 D 0n2 E k0 k0 E 写成分量形式
光 在 晶 体 中 的 传 播 规 律
晶体中 E和 D 的关系
由（2.2-4）式可以得到
k H D
D
1
H k
（2.2-12）
将（2.2-3）代入（2.2-12）当中得到 k E 0 H
D
1
0
2
k
Ek
no2 n22
cos2 Ey
Ex 0
n22 sin
cosEz
0
n22 sin
cosE y
ne2
kdp晶体各向异性力学特性分析
kdp晶体各向异性力学特性分析
KDP晶体是一种常用的非线性光学材料，具有良好的各向异性力学特性。
本文就KDP晶体各向异性力学特性进行分析，探讨其在光学设计中的应用。
1、KDP晶体特性
KDP晶体是由碘化钾（KDP）组成的晶体，具有良好的热稳定性和结构稳定性，极高的折射率，均匀的光学系数，以及较好的热抗性和抗弯曲性能。
另外，它还具有良好的光学各向异性特性，可以有效抑制折射率的变化。
2、KDP晶体各向异性特性分析
KDP晶体具有很好的各向异性特性，可以有效抑制折射率的变化。
KDP晶体的各向异性特性及其影响因素包括：晶体温度、晶体厚度、光路长度、折射率和折射角等。
相对于温度，KDP晶体厚度以及光路长度对其各向异性性能的影响较小。
但折射率和折射角的变化对KDP 晶体的各向异性性能有较大的影响。
3、应用
KDP晶体的良好的各向异性特性使它在非线性光学领域具有广泛的应用前景。
首先，由于KDP晶体具有良好的折射率和折射角稳定性，它可以用于制作高效率的光学元件，如非线性晶体倍增片和反射镜、折射镜等。
其次，KDP晶体还可以用于制作高性能的光学滤波器和光学变压器等精密光学系统。
4、结论
KDP晶体具有良好的各向异性力学特性，可以有效抑制折射率和折射角的变化，并具有广泛的应用前景。
未来，KDP晶体的应用范围将越来越广，对于高效、精密、高性能光学设计有重要意义。
《物理光学》第7章 光的偏振与晶体光学基础
vk = vs cos α
z
4、 自然光：具有一切可能的振动方向的许多光波的总和。 振动方向无规则。 自然光可以用相互垂直的两个光矢量表示，这两个光矢量的 振幅相同，但位相关系不确定。
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅 不相干的线偏振光。 的、不相干的线偏振光。
寻 常 光 线 (ordinary ray) 和 非 常 光 线 (extr- ordinary ray)
o光 : 遵从折射定律
n1 sin i = n2 sin ro sin i ≠ const sin re
自然光 n1 n2 (各向异 各向异 性媒质) 性媒质
e光 : 一般不遵从折射定律、 也不一定在入射面内。
Dx ε xx D = ε y yx Dz ε zx
ε xy ε xz Ex ε yy ε yz E y ε zy ε zz Ez
通过坐标变换，找到主轴方向：x,y,z,则 通过坐标变换，找到主轴方向：x,y,z,则：
均匀性及各向异性
2 晶体的介电张量(The dielectric tensor) (The 张量的基础知识： 零阶张量(标量): ( ) 如果一个物理量在坐标移动时数值不变，则称为标量(T, (T, m, …) )
一阶张量(矢量)： ( ) 如果一个物理量由三个数表示，而且在坐标移动时如同坐标 一样变换，则此物理量称为矢量…
Dx ε x D = 0 y Dz 0
主介电常数 双轴晶体：
0
εy
0
0 Ex 0 Ey ε z Ez
单晶体各向异性实验验证
实验改进单晶体各向异性实验验证宁夏回族自治区银川一中（750001）汪路斌李红莲人教版物理选修3教材“固体'一节中,安排了均匀的石蜡涂层在云母片、玻璃片上熔化后分别呈现椭圆形和圆形的实验％正明了单晶体导热性能的各向异性。
该实验采用将缝衣针烧热，然后用针尖接触蜡层背面的方法$针尖提供的热量有限，在实际操作中有一定难度。
改进的方法有:用电阻丝穿过云母片接在电源上以持续供热或在电烙铁上缠上铜丝通电持续加热。
笔者对导热性实验稍作改动，去掉了电烙铁上缠绕的铜丝%并且用双解石的双折射现象验证了单晶体光学性质各向异性，用方铅矿各个方向电阻率不同验证了单晶体电学性质各向异性，多角度证明了晶体的各向异性$1单晶体导热性能的各向异性1"实验器材：1块4cmX4cmX2mm的玻璃板、1块12cmX 12cm的双层云母片、1把25W的电烙铁、1根蜡烛（最好用红蜡烛）。
1"实验步骤（1）用电烙铁将石蜡熔化，均匀涂抹在玻璃板和云母片上,涂层要薄且匀$（2）电烙铁插上电源加热到较高温度，将玻璃板和云母片持平，用电烙铁的尖端分别给玻璃板、云母片背面加热,加热过程中尖端不能移动。
1"实验现象玻璃片上石蜡熔化后呈圆形%云母片上石蜡熔后呈椭圆$1"实验分析云母片上石蜡熔化后呈椭圆形,表明云母片各个方向导热性能不同，椭圆的长轴方向传热快，短 轴方向传热慢;玻璃板上石蜡熔化后呈圆形%表明玻璃片各个方向导热性能相同。
1"实验结论单晶体云母片在导热性能方面有显著的各向异性，非晶体玻璃导热性能各向同性$2单晶体光学性能的各向异性2"1实验1块梯形玻璃砖、1块边长2cm的方解石（方解石每个面都是菱形"1支激光笔。
2"2实验步骤（1）将方解石和玻璃砖放在有字或有线条的纸上,观察方解石和玻璃砖成像的异同。
（2）激光笔光束分别穿过玻璃和方解石，观察在白墙上成像的异同。
晶体各向异性和光电效应的教学设计方案
，掌握其基本原理和特性，为后续学习奠定基础。
了解光电效应的基本规律和实验方法
02
学生应掌握光电效应的基本规律，了解实验方法和技巧，能够
独立完成相关实验。
培养分析和解决问题的能力
03
通过课程学习和实验操作，学生应能够运用所学知识分析和解
决实际问题，提高实践能力和创新思维。
教学内容与方法
晶体各向异性的教学内容
团队协作与沟通能力
在实验过程中，学生需要与同伴协作完成实验任 务，这不仅锻炼了学生的团队协作能力，也提高 了他们的沟通能力。
课程拓展与延伸
深入研究晶体各向异性
鼓励学生进一步探索晶体各向异性的原理和应用，如研究不同晶体结构对物理性质的影 响、开发新型功能材料等。
拓展光电效应应用领域
引导学生关注光电效应在太阳能电池、光电探测器等领域的应用，并尝试设计相关实验 进行验证和探索。
实验器材与步骤
晶体各向异性实验器材
偏振片、晶体样品、光源、光屏等。
光电效应实验器材
光电效应仪器、光源、电压表、电流表等。
实验步骤
按照实验指导书的要求，逐步完成晶体各向异性和光电效应的实验 操作。
实验数据分析与处理
数据记录
详细记录实验过程中的测量数据，包括光强、电 压、电流等参数。
数据处理
对实验数据进行整理、计算和分析，得出晶体各 向异性和光电效应的相关结论。
光学性质
晶体对光的折射、反射 和吸收等光学性质具有 各向异性，如双折射现
象。
热学性质
晶体的热膨胀系数、热 导率等热学性质在不同
方向上存电常 数等电学性质也表现出
各向异性。
力学性质
晶体的硬度、弹性模量 等力学性质在不同方向 上有所不同，如解理面
各向同性与各向异性物质的光学性质
各向同性与各向异性物质的光学性质光学是研究与光的传播、反射、折射以及与物质相互作用等相关内容的学科。
物质的光学性质主要与其分子或晶体结构的对称性有关，通常可以分为各向同性与各向异性两种类型。
本文将介绍各向同性和各向异性物质的光学性质，并对它们的特点和应用进行探讨。
一、各向同性物质的光学性质各向同性物质指在各个方向上具有相同的物性。
这类物质的分子或晶体结构没有明显的取向性，光线在其内部传播时不会发生偏振。
各向同性物质的主要特点如下：1. 光线无论从什么方向射入各向同性物质，其传播速度都是相同的。
2. 光线经过各向同性物质的折射规律符合斯涅尔定律，即入射角和折射角之间的正弦值成正比。
3. 光线在各向同性物质中传播时会发生衍射现象，常见的例子是彩虹。
各向同性物质的光学应用非常广泛，包括光学器件、光纤通信和光学仪器等。
例如，在光学器件中使用的玻璃和塑料是各向同性物质，其光学性能符合各向同性的特点，因此能够使光线传输更稳定。
二、各向异性物质的光学性质各向异性物质指在不同的方向上具有不同的物性。
这类物质的分子或晶体结构具有明显的取向性，光线在其内部传播时会发生偏振。
各向异性物质的主要特点如下：1. 各向异性物质的光速在不同的方向上有差异，称为双折射现象。
光线在各向异性物质中传播时会分为普通光和振动方向垂直的特殊光两种。
2. 普通光的传播速度与各向同性物质中的光速相同，而特殊光的传播速度则会因为光的振动方向而发生改变。
3. 光线在各向异性物质中的折射规律不再符合斯涅尔定律，其折射边界与入射角之间的关系复杂，需要考虑光的振动方向。
各向异性物质的光学应用主要体现在液晶显示器、偏振光滤波器和偏光镜等领域。
例如，在液晶显示器中，液晶分子的取向可以通过电场来控制，在不同的电场作用下，液晶显示出不同的光学性质，从而实现像素点的显示和图像的呈现。
结尾总结：各向同性和各向异性物质在光学性质上有着明显的差异。
各向同性物质具有相同的物性，在光的传播过程中不会发生偏振现象；而各向异性物质则具有不同的物性，会对光线进行不同程度的偏振和分离。
各向异性
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岩石中激发极化的各向异性小于电阻率的各向异性。在片理状岩石中，平行于片理的真电阻率小于垂直于片 理的真电阻率。
利用
硅钢的 方向，磁感应强度 深冲压钢的（111）面，深冲压性能 超导镍带的（100）面，超导薄膜的外延生长 电容器铝箔的（100）面，比电容水平 铁电薄膜的（001）面，高自发极化和热释电系数 AIN压电效薄膜的方向，高超声波传播速度 InSb磁阻材料的（111）面，灵敏的物理磁阻效应
各向异性
物理学名词
01 特殊
03 导电胶 05 地球介质
目录
02 晶体 04 多晶陶瓷 06 利用
各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异 的性质。各向异性是材料和介质中常见的性质，在尺度上有很大差异，从晶体到日常生活中各种材料，再到地球 介质，都具有各向异性。值得注意的是，各向异性与非均匀性是从两个不同的角度对物质进行的描述，不可等同。
晶体内部由原子组成的晶面是不能直接观测到的，因此需要借助于其他光学手段。检测晶体内部结构常用的 方法为衍射技术，分为X射线衍射技术和电子衍射技术，常用的仪器为扫描电镜。
导电胶
各向异性导电胶（ACA，Anisotropic Conductive Adhesive）是一种只在一个方向导电，而在其他方向电 阻很大或几乎不导电的特殊导电胶。主要用于电子零件制造和装配过程，已逐渐成为绿色环保电子封装材料的主 流。Leabharlann 地球介质弹性电
在地震学研究中，地震各向异性指的是在地震波场的尺度上任何包含内部结构（旋回性薄互层或定向排列的 裂隙）的均匀性材料，其弹性特征随方向发生变化。 通常是指平行于地层面的速度与垂直于地层面的速度之间 的差别。
晶体光学课后习题答案
晶体光学课后习题答案晶体光学课后习题答案晶体光学是光学的一个重要分支，研究光在晶体中的传播和相互作用。
通过学习晶体光学，我们可以更好地理解光的行为和性质，以及晶体的结构和性质。
在学习过程中，课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
下面是一些晶体光学课后习题的答案，希望对你的学习有所帮助。
习题一：什么是晶体的周期性？答案：晶体的周期性是指晶体内部原子、离子或分子排列有规律地重复出现。
晶体的周期性是晶体结构的基本特征，也是晶体光学研究的基础。
晶体的周期性导致了晶体的各种特殊性质，如晶体的各向同性和各向异性。
习题二：什么是晶体的各向同性和各向异性？答案：晶体的各向同性是指晶体在各个方向上具有相同的物理性质，如光的传播速度和折射率。
晶体的各向同性是由于晶体的周期性结构所决定的。
晶体的各向异性是指晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。
晶体的各向异性是由于晶体结构中存在特定方向性的原子、离子或分子排列所导致的。
晶体的各向异性使得光在晶体中的传播和相互作用表现出复杂的行为。
习题三：什么是晶体的光学轴？答案：晶体的光学轴是指晶体中光传播的特定方向。
晶体的光学轴通常由晶体的对称性决定，可以是单轴或双轴。
单轴晶体的光学轴是唯一的，而双轴晶体的光学轴有两个。
习题四：什么是晶体的折射率？答案：晶体的折射率是指光在晶体中传播时的速度与在真空中传播时速度的比值。
晶体的折射率是晶体光学性质的重要参数，可以用来描述光在晶体中的传播和相互作用。
习题五：什么是晶体的双折射？答案：晶体的双折射是指光在晶体中传播时，由于晶体的各向异性导致光的速度和方向发生变化。
双折射现象是晶体光学的重要特征之一，可以通过双折射现象来研究晶体的结构和性质。
习题六：什么是晶体的偏振性？答案：晶体的偏振性是指晶体对偏振光的响应。
偏振光是指在特定方向上振动的光，晶体对偏振光的传播和相互作用表现出与普通光不同的行为。
晶体的偏振性可以通过晶体的各向异性和光的偏振方向来描述。
横向电光调制
ij 0 (1 ij )
11 12 13 21 22 23 32 33 31
可以找到这样的方向，当电场沿 着这个方向时，晶体也该方向极 化，电场强度和极化强度方向一 致，介电张量的非对角元素为零。 这样的三个方向构成的坐标系称 为主介电坐标系（主坐标系）， 此时：
电光调制
0、晶体光学的各向异性
在许多晶体中，由于分子本身以及排列 上的各向异性，必然地影响到晶体的物理性 质。光波在晶体中传播时，其电场分量与物 质相互作用也会随传播方向的不同而有所不 同，表现为各向异性。
1、介电张量
在各向异性晶体中，极化强度与电场的关系为：
Pj 0 ij E j
i, j 1,2,3.
（2）、o光和e光
一束平行光线照射到晶体表面，在晶体内的两条折射 线中，一条总是符合普通的折射击定律称为寻常光— —o光，而另一条却常常违背它，称之为非寻常光— —e光.（o光、e光只是在晶体里面有意义）
(3)、晶体的光轴
在晶体中存在着 一个特殊的方向，光 线沿着这个方向传播 时，o光和e光不分开， 这个特殊的方向称为 晶体的光轴。 Note：光轴不是一条 线，而是一个方向。
Dx 11 0 D y 0 22 D 0 0 z
0 E x 0 E y E 33 z
2、双折射
（1）、双折射现象
同一束入射光射到晶体， 折射后分成两束光的现象称为 双折射。（冰洲石：CaCO3， 方解石的一种）
电光调制
电光调制的物理基础是电光效应，即某些晶体在外
加电场的作用下，其折射率将发生变化，当光波通过此
介质时，其传输特性就受到影响而改变，这种现象称为 电光效应。
各向异性与晶体结构的物理特性
各向异性与晶体结构的物理特性在物理学领域中，晶体结构的物理特性是一个重要而有趣的研究领域。
晶体是由原子、分子或离子按照规则排列而形成的固体物质，而晶体的结构决定了它的物理性质。
而在晶体结构中，各向异性则是一个引人注目的现象。
本文将介绍各向异性与晶体结构的物理特性之间的关系和其影响。
各向异性是指物质在不同方向上具有不同的物理属性或响应行为。
具体而言，在晶体中，各向异性表示晶体的物理性质在不同晶向上具有差异。
这种差异可能体现在晶体的电学、热学、光学等方面。
这种现象的存在是由于晶体的结构决定了其原子排列的对称性，而对称性的差异导致了物理性质的差异。
在电学方面，各向异性可以表现为电导率的差异。
对于各向异性晶体而言，其电导率在不同方向上可以有明显的差异。
这是由于晶体中的电子在原子间的周期性势场中运动，与晶体中的结构相互作用产生电导。
而不同晶向上晶体的结构对电子的运动产生不同的约束，从而导致电导率的异向性。
另一方面，在光学方面，各向异性可以看做是不同的折射率。
折射率是光在介质中传播速度的度量，而各向异性晶体中的光传播速度在不同晶向上也有差异。
这是由于光在晶体中的传播是受晶格结构的约束的，而不同晶向上的晶格结构对光的传播产生不同的影响，从而导致了折射率的各向异性。
此外，各向异性还可以表现在晶体材料的热学特性中。
晶体材料的热传导性质在不同方向上也可以有差异。
这是由于晶体中的原子振动有助于热的传导，而晶体结构的周期性约束限制了原子振动的传播方式。
因此，不同晶向上晶体的热传导性质也会有所差异。
综上所述，各向异性与晶体结构的物理特性之间存在密切的关系。
晶体结构的对称性决定了各向异性的存在，而各向异性则影响了晶体的物理性质，如电导率、折射率和热导率等。
研究各向异性与晶体结构的相互关系对于理解晶体物理性质的本质和应用有着重要的意义。
然而，需要注意的是，晶体的各向异性并不一定都是明显的。
一些晶体可能在某些方向上具有高度的各向异性，而在其他方向上则可能较弱或接近各向同性。
晶体各向异性和各向同性名词解释
晶体各向异性和各向同性名词解释一、各向异性(isotropicity)在晶体中，当光线穿过该晶体时，传播方向发生改变的现象。
这种因晶体对光线的折射率与入射角度之间的关系不同而导致的光路方向改变称为光的双折射现象，用光的偏振方向作标记，将其定义为：入射光和偏振光沿传播方向垂直相交时，则产生光的双折射现象。
晶体各向异性：①晶体的光学性质(crystal optical properties)是由其对不同波长的光的折射率不同决定的。
如果晶体具有各向异性，则光在通过该晶体时将发生两次折射，从而使光路的前进方向不断改变，即出现了双折射现象。
②晶体的各向异性是由于晶体对光的折射率不同引起的。
③通常情况下，晶体的折射率比空气的折射率大。
④人造多晶体的组成单元只能是各向异性的，但晶体的取向不必完全与某一个特定方向平行。
⑤在非均质体系中，由于相界面的各向异性，光线经过这些界面时也会发生反射和折射。
⑥当晶体的厚度远小于光波波长时，可近似地看作一个具有各向同性的光学介质。
1。
晶体的各向异性6。
位错(dislocation)位错是晶体材料中的一类缺陷，是原子、离子或分子在三维空间中呈周期性重复排列时，受到外力(切应力)作用，晶体中的一部分原子或离子的运动受到限制而产生的局部应力场，位错不仅限于单晶材料，而且在多晶体材料中也存在。
金属材料中的位错一般称为位错线或位错胞。
在单晶材料中，位错是按一定规律排列的，这种规律称为位错的胞状结构或位错环。
位错的特征是：它是一段受限制的高阶有序结构，在形状上为细长的线状，或为球状、片状等;在数量上为单态或群态;在能量上表现出饱和性和各向异性。
7。
孪晶(twinning)金属晶体中，若晶体微小变形后，产生一个不协调的两相变形，该两相变形互相抵消，使晶体变形处又恢复到不产生变形的原始状态。
这种现象称为孪生。
金属材料中的孪晶按形成原因可分为：滑移孪晶，有错位相和同晶孪晶两种;回复孪晶，有滑移孪晶转变为回复孪晶和回复孪晶转变为滑移孪晶两种;孪生，有滑移孪晶转变为孪生和孪生转变为滑移孪晶两种。
第二节 晶体的双折射
n0 ，ne称为晶体的主折射率
正晶体 :
ne> no (e< o)
如石英、冰等。
负晶体 :
ne< no (e>o)
光轴 vet 光轴
如方解石、红宝石等。
vot
子波源
vot
vet
子波源
正晶体 (vo > ve)
负晶体 (vo < ve )
在晶体中o光和e光以不同的速率传播。o光的速率在各 个方向上是相同的，所以在晶体中任意一点所引起的子波 波面是一球面。 e 光的速率在各个方向上是不同的，在晶 体中任一点所引起的子波波面可以证明是旋转椭球面。
e o
· · ·
o
以入射线为轴转方解石，光点o不动，e 绕o转，用偏振 片检验，二者都是偏振光，且偏振方向互相垂直。
所以，利用双折射现象也可以获得线偏振光。
二、o光和e光
自然光 n1 n2 (各向异 性媒质)
i io ie e光
o光
一条遵守通常的折射定律(n1sini =n2sinr)，折射光线在 入射面内，这条光线称为寻常光线(ordinary rays)，简
三、光轴
（1）光轴
主截面
主平面
实验发现，在晶体内部存在着某些特殊的方向，光沿着这些特
殊方向传播时，不发生双折射现象，这个特殊方向称为光轴。 应该注意，光轴仅标志一定的方向，并不限于某一特殊的直线。
102o
方解石
只有一个光轴的晶体，称为单轴晶体，如方解石、石英、红 宝石等。有两个光轴的晶体称为双轴晶体，如云母、硫磺、 蓝宝石等。
第二节 晶体的双折射
有些透明媒质，如玻璃、水、肥皂液等，不论光沿哪个 方向，传播速度都是相同的，媒质只有一个折射率，这样的 媒质称为光学各向同性媒质 同时还存在另一类媒质，主要是透明晶体物质，如方解 石(化学成分是CaCO3)、石英、云母、硫磺等，光在其中
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