反射光与折射光的偏振态
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当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
百度文库
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
二、o光和e光的特征
1、寻常光线，o-光和非寻常光线，e-光
不遵循折射定律
e o
遵循折射定律
二、o光和e光的特征
一、反射和折射光的偏振态
1、反射和折射时光的偏振态
ii
空气
S 分量
部分偏振光
玻璃
P 分量
反射光中垂直入射面的分量（S分量）比例大；
折射光中平行入射面的分量（P分量）比例大； 入射角i 变 反射、折射光的偏振度也变。
一、反射和折射光的偏振态
2、布儒斯特定律
当入射角与折射角互余（i ）时2，反射
e-光位于e-光的主平面 内，所以，e-光光矢量与 光轴之间的夹角取决于e-
光的传播方向。
如果入射光位于主截面内，o-光和e-光光矢量相互垂直。
109o7
70o53
e-光
6.2o
o-光
光轴
二、o光和e光的特征
三、单轴晶体的波阵面
1、单轴晶体的子波波面
光轴
光轴
o光波面
vo
vo
ve e光波面
ve
(a) 单轴正晶体
no
1.669 1.6584 1.5443 1.5854 1.309 2.616
ne
1.638 1.4864 1.5334 1.3369 1.313 2.903
四、o光、e光的传播方向 1、 确定入射光的波面
光轴
四、o光、e光的传播方向
2、 根据惠更斯原理，画出o-光和 e-光的子波
波面
光轴
四、o光、e光的传播方向
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
若主平面垂直于 晶体解理面中的一 对相对的表面时， 这样的面为主截面 70o53
109o7 109o7
109o7 70o53
对于方解石晶体，
70o53
有三个主截面。
二、o光和e光的特征
4、 无论是o-光还是e-光，都是线偏振光。
o-光总是垂直于o光的主平面，其结果 是o-光光矢量总是垂 直于光轴。
340
玻璃
● ● 玻璃
● ●
34
0● ●
●
【思考】如何测量不透明介质的折射率？
二、利用反射和折射光获得线偏光
思考： 如何利用反射和折射获得线偏光？
空气
玻璃
ib ib
总能量的4%
γγ ?
ib ?
ib
2
二、利用反射和折射光获得线偏光
3、应用
I0
•
•
入射自然光
•
ib
•
玻璃片堆
雁过拔毛
玻 璃 片 堆 起 偏
vo ve
(b)单轴负晶体
vo ve
o-光的波面 为球面，e-光
的波面为旋转 椭球面，它们 在光轴方向上 相切。
主折射率
c
c
no vo , ne ve
三、单轴晶体的波阵面
2、一些单轴双折射晶体的主折射率
晶体
电气石(Tourmaline) 方解石(Calcite) 石英(Quartz) 硝酸钠(Sodium nitrate) 冰(Ice) 金红石(Rutile)
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
i ib
i
(B)
i ib i
二、利用反射和折射光获得线偏光
(C)
i ib i
(D)
i ib i
6–4
一、光的双折射现象
许多结晶物质具有光学各向异性。当一束单色光入射到 这样的物质并折射时，出射光不是一束，而是两束。这个现 象被称为双折射。
一、光的双折射现象 由方解石晶体形成的双像
一、光的双折射现象
光轴 o-光 e-光
2、光轴: 在这个方向上，o-光和e-光的传播速度
相同。
102o 102o
光轴
A
102o
注意:光轴不是一个 轴，而是一个方向
78o
78o
102o
D
方解石晶体
•单轴晶体: 只有一个光 轴的晶体。
•双轴晶体:有两个光轴 的晶体。
二、o光和e光的特征
3、主平面，主截面
任意包含有光线和光轴的平面，称之为主平面。包 含有o光和光轴的平面，称为o光主平面。包含有e光和 光轴的平面，称为e光主平面。
I
近于线偏振光
二、利用反射和折射光获得线偏光
ib ib ib
玻璃堆
(The pile-ofplates)
线偏光
二、利用反射和折射光获得线偏光 [例1] 画出反射光和折射光的偏振态
(A)
i i ib
(B)
i i ib
i i (Ci)b
i i (Di)b
二、利用反射和折射光获得线偏光
解：
(A)
的光一定为线偏振光，且振动方向与入射面垂
直，此时的入射角称为布儒斯特角（ ） ib
ib ib
n1
线偏振光
tgib
n2 n1
n2
部分偏振光
一、反射和折射光的偏振态
若：n1 =1.00 （空气）n，2 =1.50（玻璃），
则： 空气 玻璃 玻璃 空气
ib 560 ib 340
互余
560
空气
560
空气
3、 画出o-光和e-光的包络面（包络线）
光轴
四、o光、e光的传播方向
4、画出o-光和e-光的传播方向
光轴
o-光 e-光
四、o光、e光的传播方向
5、画出o-光和e-光的振动方向
光轴
o-光 e-光
四、o光、e光的传播方向 6、 一些特殊情形 （一）
光 轴
四、o光、e光的传播方向 7、 一些特殊情形 （二）
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
百度文库
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
二、o光和e光的特征
1、寻常光线，o-光和非寻常光线，e-光
不遵循折射定律
e o
遵循折射定律
二、o光和e光的特征
一、反射和折射光的偏振态
1、反射和折射时光的偏振态
ii
空气
S 分量
部分偏振光
玻璃
P 分量
反射光中垂直入射面的分量（S分量）比例大；
折射光中平行入射面的分量（P分量）比例大； 入射角i 变 反射、折射光的偏振度也变。
一、反射和折射光的偏振态
2、布儒斯特定律
当入射角与折射角互余（i ）时2，反射
e-光位于e-光的主平面 内，所以，e-光光矢量与 光轴之间的夹角取决于e-
光的传播方向。
如果入射光位于主截面内，o-光和e-光光矢量相互垂直。
109o7
70o53
e-光
6.2o
o-光
光轴
二、o光和e光的特征
三、单轴晶体的波阵面
1、单轴晶体的子波波面
光轴
光轴
o光波面
vo
vo
ve e光波面
ve
(a) 单轴正晶体
no
1.669 1.6584 1.5443 1.5854 1.309 2.616
ne
1.638 1.4864 1.5334 1.3369 1.313 2.903
四、o光、e光的传播方向 1、 确定入射光的波面
光轴
四、o光、e光的传播方向
2、 根据惠更斯原理，画出o-光和 e-光的子波
波面
光轴
四、o光、e光的传播方向
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光 光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双 折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
若主平面垂直于 晶体解理面中的一 对相对的表面时， 这样的面为主截面 70o53
109o7 109o7
109o7 70o53
对于方解石晶体，
70o53
有三个主截面。
二、o光和e光的特征
4、 无论是o-光还是e-光，都是线偏振光。
o-光总是垂直于o光的主平面，其结果 是o-光光矢量总是垂 直于光轴。
340
玻璃
● ● 玻璃
● ●
34
0● ●
●
【思考】如何测量不透明介质的折射率？
二、利用反射和折射光获得线偏光
思考： 如何利用反射和折射获得线偏光？
空气
玻璃
ib ib
总能量的4%
γγ ?
ib ?
ib
2
二、利用反射和折射光获得线偏光
3、应用
I0
•
•
入射自然光
•
ib
•
玻璃片堆
雁过拔毛
玻 璃 片 堆 起 偏
vo ve
(b)单轴负晶体
vo ve
o-光的波面 为球面，e-光
的波面为旋转 椭球面，它们 在光轴方向上 相切。
主折射率
c
c
no vo , ne ve
三、单轴晶体的波阵面
2、一些单轴双折射晶体的主折射率
晶体
电气石(Tourmaline) 方解石(Calcite) 石英(Quartz) 硝酸钠(Sodium nitrate) 冰(Ice) 金红石(Rutile)
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
当方解石晶体旋转时，
o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
e• •o
方解石 晶体
一、光的双折射现象
i ib
i
(B)
i ib i
二、利用反射和折射光获得线偏光
(C)
i ib i
(D)
i ib i
6–4
一、光的双折射现象
许多结晶物质具有光学各向异性。当一束单色光入射到 这样的物质并折射时，出射光不是一束，而是两束。这个现 象被称为双折射。
一、光的双折射现象 由方解石晶体形成的双像
一、光的双折射现象
光轴 o-光 e-光
2、光轴: 在这个方向上，o-光和e-光的传播速度
相同。
102o 102o
光轴
A
102o
注意:光轴不是一个 轴，而是一个方向
78o
78o
102o
D
方解石晶体
•单轴晶体: 只有一个光 轴的晶体。
•双轴晶体:有两个光轴 的晶体。
二、o光和e光的特征
3、主平面，主截面
任意包含有光线和光轴的平面，称之为主平面。包 含有o光和光轴的平面，称为o光主平面。包含有e光和 光轴的平面，称为e光主平面。
I
近于线偏振光
二、利用反射和折射光获得线偏光
ib ib ib
玻璃堆
(The pile-ofplates)
线偏光
二、利用反射和折射光获得线偏光 [例1] 画出反射光和折射光的偏振态
(A)
i i ib
(B)
i i ib
i i (Ci)b
i i (Di)b
二、利用反射和折射光获得线偏光
解：
(A)
的光一定为线偏振光，且振动方向与入射面垂
直，此时的入射角称为布儒斯特角（ ） ib
ib ib
n1
线偏振光
tgib
n2 n1
n2
部分偏振光
一、反射和折射光的偏振态
若：n1 =1.00 （空气）n，2 =1.50（玻璃），
则： 空气 玻璃 玻璃 空气
ib 560 ib 340
互余
560
空气
560
空气
3、 画出o-光和e-光的包络面（包络线）
光轴
四、o光、e光的传播方向
4、画出o-光和e-光的传播方向
光轴
o-光 e-光
四、o光、e光的传播方向
5、画出o-光和e-光的振动方向
光轴
o-光 e-光
四、o光、e光的传播方向 6、 一些特殊情形 （一）
光 轴
四、o光、e光的传播方向 7、 一些特殊情形 （二）