1、20082008年年1212月月参考教材参考教材 赵凯华赵凯华 编著：新概念物理学编著：新概念物理学光学光学第六章第六章 偏偏 振振 1.双折射现象双折射现象（1）o光和光和e光光寻常光寻常光 o光光非常光非常光 e光光一束光入射到晶体中折射成两束，两束光分别为线偏振光，并互相垂直一束光入射到晶体中折射成两束，两束光分别为线偏振光，并互相垂直第三节第三节 双折射双折射主要以单轴晶体为研究对象，讨论光在各向异性媒质中的传播规律主要以单轴晶体为研究对象，讨论光在各向异性媒质中的传播规律 双折射现象双折射现象寻常光（寻常光（ordinary light），非常光（），非常光（extraordinar
2、y light）光在晶体中的波面光在晶体中的波面第六章第六章 偏偏 振振（2）晶体的光轴）晶体的光轴 在双折射晶体中，存在着一个方向，当光沿着这个方向传播时，在双折射晶体中，存在着一个方向，当光沿着这个方向传播时，o光和光和e光不光不分开。这个方向称做晶体的光轴。对于方解石，光轴的方向是从三个钝角面汇分开。这个方向称做晶体的光轴。对于方解石，光轴的方向是从三个钝角面汇合的顶点发出并于三个界面成等角的方向。合的顶点发出并于三个界面成等角的方向。7810278102102冰洲石（方解石）晶体的结冰洲石（方解石）晶体的结构及其光轴方向构及其光轴方向第三节第三节 双折射双折射1.双折射现象双折射现象第
3、六章第六章 偏偏 振振（3）晶体的主截面）晶体的主截面 光线向晶体的某界面入射，此界面的法线与晶体光轴形成的平面称做晶体的主截面光线向晶体的某界面入射，此界面的法线与晶体光轴形成的平面称做晶体的主截面1.双折射现象双折射现象第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振（4）晶体的主平面）晶体的主平面 光线在晶体中转播时，光线与晶体光轴形成的平面称做晶体的主截面光线在晶体中转播时，光线与晶体光轴形成的平面称做晶体的主截面在晶体中，在晶体中，o光的偏振方向垂直于自己的主平面，光的偏振方向垂直于自己的主平面，e光的偏振方向平行于自己的主平面光的偏振方向平行于自己的主平面1.双折射现象双折射现象
4、第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振2单轴晶体中的波面单轴晶体中的波面（1）单轴晶体和双轴晶体）单轴晶体和双轴晶体晶体中只有一个光轴方向的晶体称作单轴晶体，例如：冰洲石、石英、红宝石、冰等晶体中只有一个光轴方向的晶体称作单轴晶体，例如：冰洲石、石英、红宝石、冰等晶体中有两个光轴方向的晶体称作双轴晶体，例如：云母、蓝宝石、硫磺等晶体中有两个光轴方向的晶体称作双轴晶体，例如：云母、蓝宝石、硫磺等（2）单轴晶体中波面）单轴晶体中波面 设单轴晶体中有一个点光源，它发设单轴晶体中有一个点光源，它发出的光波在晶体中传播时，将形成两个出的光波在晶体中传播时，将形成两个波面：球面波和椭球面波。分
5、别对应波面：球面波和椭球面波。分别对应o光和光和e光波面。光波面。o光在各个方向传播速度光在各个方向传播速度相同，相同，e光显示各项异性，即各个方向光显示各项异性，即各个方向传播速度不同。在光轴方向，传播速度不同。在光轴方向，e光的速光的速度等于度等于o光的速度光的速度光轴光轴光轴光轴负轴晶体负轴晶体 ve vo负轴晶体负轴晶体 ve vo例如例如:冰洲石冰洲石例如例如:石英石英第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振（3）单轴晶体中光波的偏振态）单轴晶体中光波的偏振态在单轴晶体中在单轴晶体中o光偏振方向垂直于自己的主平面光偏振方向垂直于自己的主平面e光偏振方向平行于自己的主平面光偏
6、振方向平行于自己的主平面o光光e光光（4）关于折射率）关于折射率当光在晶体中传播时，不管是当光在晶体中传播时，不管是o光还是光还是e光，都可按下述公式定义折射率光，都可按下述公式定义折射率晶体中的光速真空中光速n按此定义，晶体对于按此定义，晶体对于o光，各个方向的折射率相同，设为光，各个方向的折射率相同，设为no；而对于；而对于e光，光，各个方向上折射率是不同的。我们定义与光轴垂直方向上的各个方向上折射率是不同的。我们定义与光轴垂直方向上的e光折射为光折射为 ne.no 和和 ne 合称为晶体的主折射率合称为晶体的主折射率对于正晶体，对于正晶体，no ne 2单轴晶体中的波面单轴晶体中的波面第
7、三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振第三节第三节 双折射双折射波长(nm)方解石水晶nonenone404.6561.681341.496941.557161.56671546.0721.661681.487921.546171.55535589.25091.658361.486411.544251.55336单轴晶体的折射率（单轴晶体的折射率（no和ne）谁是正晶体谁是负晶体？谁是正晶体谁是负晶体？第六章第六章 偏偏 振振3用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向（1）画平行的入射光束两边缘光线）画平行的入射光束两边缘光线（2）作垂线）作垂线A
8、B，量出，量出BB的长度的长度（3）以）以A点为圆心，点为圆心，BB /n 为半径画半圆为半径画半圆（4）经）经B 点画半圆的切线点画半圆的切线（5）经）经A点连接切点点连接切点A ，AA 方向即为折射光线传播的方向方向即为折射光线传播的方向在各向同性介质界面上光线传播的惠更斯作图法原理是：在各向同性介质界面上光线传播的惠更斯作图法原理是：第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振3用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向在双轴晶体界面上光线传播的惠更斯作图法原理是：在双轴晶体界面上光线传播的惠更斯作图法原理是：（1）画平行的入射光束两边缘光线）画平
9、行的入射光束两边缘光线（2）作垂线）作垂线AB，量出，量出BB的长度的长度（3）以）以A点为中心，点为中心，BB /n o为半径画半圆；为半径画半圆；BB /n e为半轴画椭圆为半轴画椭圆（4）经）经B 点分别画半圆和椭圆的切线点分别画半圆和椭圆的切线（5）经）经A点连接切点点连接切点Ao 、Ae 。AAo、和、和AAe 方向分别为方向分别为o光和光和e光折射光线传播的方向光折射光线传播的方向第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振3用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向光轴垂直于界面，光线正入射光轴垂直于界面，光线正入射第三节第三节 双折射双折
10、射第六章第六章 偏偏 振振3用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向光轴平行于界面，光线正入射光轴平行于界面，光线正入射第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振3用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向用惠更斯作图法确定晶体中光波的转播方向光轴垂直于入射面，光线斜入射光轴垂直于入射面，光线斜入射第三节第三节 双折射双折射第六章第六章 偏偏 振振第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件1晶体偏振器晶体偏振器利用晶体双折射的利用晶体双折射的o光和光和e光都是光都是100%的线偏振光的原理制作的偏振器件的线偏振光的原理制作的偏振器件（1）洛匈棱镜）洛匈棱镜s
11、 ins inoeenins ins in()eeeini ieie第六章第六章 偏偏 振振利用晶体双折射的利用晶体双折射的o光和光和e光都是光都是100%的线偏振光的原理制作的偏振器件的线偏振光的原理制作的偏振器件（2）渥拉斯顿棱镜）渥拉斯顿棱镜 s ins inoeenins ins ineoonine光光 o光光o光光 e光光第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件1晶体偏振器晶体偏振器o光光e光光o光光e光光第六章第六章 偏偏 振振（3）尼科耳棱镜）尼科耳棱镜第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件1晶体偏振器晶体偏振器DACBEFC”CBADA”方解石晶体结构分析方解石晶体结构分析第六章
12、第六章 偏偏 振振第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件BDACBEFC”A”EFC”CADA”CC”A”A”C”A第六章第六章 偏偏 振振第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件BDACBEFC”A”EFC”CADA”第六章第六章 偏偏 振振2波晶片波晶片 位相延迟片位相延迟片作用是生成在同一方向传播、但存在一定位相差的作用是生成在同一方向传播、但存在一定位相差的o光和光和e光。光。通过对晶体的切割，可以得到如下两种形式的晶片通过对晶体的切割，可以得到如下两种形式的晶片 ddnnLeo)(22当当4)(dnneo称作四分之一波片，使得正交的偏振光产生称作四分之一波片，使得正交的偏振光产生 /2
13、 位相差位相差当当2)(dnneo称作二分之一波片，使得正交的偏振光产生称作二分之一波片，使得正交的偏振光产生 位相差位相差当当dnneo)(称作全波片，使得正交的偏振光产生称作全波片，使得正交的偏振光产生 2 位相差位相差第四节第四节 晶体光学器件晶体光学器件第六章第六章 偏偏 振振第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测偏振光的一般参数方程为偏振光的一般参数方程为coscos()xxyyEAtEAt振动矢量轨迹方程为振动矢量轨迹方程为222222sinyxyxxyxyEE EEAAA A1.垂直振动的合成垂直振动的合成第六章第六章 偏偏 振振第五节第五
14、节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测222222sinyxyxxyxyEE EEAAA A线偏振光线偏振光 =0，圆偏振光圆偏振光 =/2 Ax=Ay圆偏振光圆偏振光 不等于不等于 0，的其它值的其它值 1.垂直振动的合成垂直振动的合成第六章第六章 偏偏 振振2.椭圆偏振光和圆偏振光的获得椭圆偏振光和圆偏振光的获得第一步，让自然光通过偏振片，得到线偏振光第一步，让自然光通过偏振片，得到线偏振光第二步，让线偏振光通过一块波晶片，设法产生具有一定相位差的正交的两个振幅第二步，让线偏振光通过一块波晶片，设法产生具有一定相位差的正交的两个振幅通过以下两个步骤可以获得椭圆
15、偏振光和圆偏振光：通过以下两个步骤可以获得椭圆偏振光和圆偏振光：第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测透光轴方向透光轴方向光轴方向光轴方向AA AxAy第六章第六章 偏偏 振振2.椭圆偏振光的获得椭圆偏振光的获得通过上述两个步骤可以获得：通过上述两个步骤可以获得：线偏振光线偏振光椭圆偏振光椭圆偏振光圆偏振光圆偏振光1偏振方向与晶片光轴平行或垂直，偏振方向不变偏振方向与晶片光轴平行或垂直，偏振方向不变偏振方向与晶片光轴有一夹角偏振方向与晶片光轴有一夹角 ，晶片产生位相差为，晶片产生位相差为 =；偏振方向将旋转偏振方向将旋转 偏振方向与晶片光轴有一夹角偏振方
16、向与晶片光轴有一夹角 不为零，不为零，晶片产生位相差为晶片产生位相差为 不等于不等于 0，的其它值的其它值在满足产生椭圆偏振光的同时，满足在满足产生椭圆偏振光的同时，满足 =/2 Ax=Ay第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测第六章第六章 偏偏 振振3.偏振光通过波晶片以后偏振态的变化偏振光通过波晶片以后偏振态的变化第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测coscos()xxyyEAtEAt入 对于线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光，当其入射到波晶片上时，总可对于线偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光，当其入射到波晶片上时，总
17、可以按照光轴方向分解成如下正交分量：以按照光轴方向分解成如下正交分量：当这些偏振光通过波晶片时，波晶片的作用是改变相位差，因而，其偏振当这些偏振光通过波晶片时，波晶片的作用是改变相位差，因而，其偏振态有可能发生改变，设，由于波晶片的的相位延迟所改变的相位差为态有可能发生改变，设，由于波晶片的的相位延迟所改变的相位差为，则，则，出射的偏振态可以表示为：出射的偏振态可以表示为：入射时是哪一种偏振，主要取决于相位差入射时是哪一种偏振，主要取决于相位差 入入coscos()=cos()xxyyyEAtEAtAt 入出射时是哪一种偏振，主要取决于相位差出射时是哪一种偏振，主要取决于相位差 =入入+第六章
18、第六章 偏偏 振振3.偏振光通过波晶片以后偏振态的变化偏振光通过波晶片以后偏振态的变化第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测 以四分之一波晶片为例讨论偏振态的变化以四分之一波晶片为例讨论偏振态的变化对于线偏振光，对于线偏振光，入入=0或或 coscos(/2)xxyyEAtEAt入对于圆偏振光，对于圆偏振光，入入=/2对于椭圆偏振光，对于椭圆偏振光，入入=与椭圆主轴与晶片光轴的方位有关与椭圆主轴与晶片光轴的方位有关oeooee第六章第六章 偏偏 振振3.偏振光通过波晶片以后偏振态的变化偏振光通过波晶片以后偏振态的变化第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获
19、得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测 以四分之一波晶片为例讨论偏振态的变化以四分之一波晶片为例讨论偏振态的变化入射光/4片光轴取向出射光线偏振E 轴或o轴与偏振方向一致 =0，或，或 线偏振E 轴或o轴与偏振方向45角 =/2，圆偏振其它方向椭圆偏振圆偏振任意取向 =0，或，或 线偏振椭圆偏振E 轴或o轴与椭圆主轴一致 =0，或，或 线偏振其它方向椭圆偏振第六章第六章 偏偏 振振4椭圆偏振光的检测椭圆偏振光的检测 利用偏振片将偏振光可分为三类：利用偏振片将偏振光可分为三类：线偏振光线偏振光圆偏振光或自然光圆偏振光或自然光椭圆偏振光或部分偏振光椭圆偏振光或部分偏振光 利用四分之一波片即可把圆
20、偏振光和自然光、椭圆偏振光和部分偏振光区分开来利用四分之一波片即可把圆偏振光和自然光、椭圆偏振光和部分偏振光区分开来第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测 其原理是，圆偏振光和椭圆偏振光通过四分之一波晶片后，可能其原理是，圆偏振光和椭圆偏振光通过四分之一波晶片后，可能成为线偏振光，而自然光和部分偏振光则不会。成为线偏振光，而自然光和部分偏振光则不会。然后再利用偏振片检测从晶片出射的光，既可以判定圆偏振光然后再利用偏振片检测从晶片出射的光，既可以判定圆偏振光和自然光、椭圆偏振光和部分偏振光和自然光、椭圆偏振光和部分偏振光第六章第六章 偏偏 振振4椭圆偏振光
21、的检测椭圆偏振光的检测椭圆偏振光椭圆偏振光圆偏振光圆偏振光 转动晶片，使得光轴与光强极大或极小方向一致，如果是椭圆转动晶片，使得光轴与光强极大或极小方向一致，如果是椭圆偏振光，此时相偏振光，此时相 对于晶片就是正椭圆，对于晶片就是正椭圆，经过晶片后，经过晶片后，Ex和和Ey在原在原有的位相差有的位相差 =/2 基础上，又加上位相差基础上，又加上位相差 =/2，总的位相，总的位相差为差为0或或，变为线偏振光，变为线偏振光。经过晶片后，经过晶片后，Ex和和Ey在原有的位相差在原有的位相差 =/2 基础上，又基础上，又加上位相差加上位相差 =/2，总的位相差为，总的位相差为0或或，变为线偏振光。，变
22、为线偏振光。第五节第五节 圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检测第六章第六章 偏偏 振振作业：作业：6-20 6-25 6-29 6-35 第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉1.偏振光干涉的一般装置偏振光干涉的一般装置o光光e光光偏振器偏振器1晶体晶体偏振器偏振器2 偏振片偏振片1产生线偏振光，照射到晶体，线偏振光根据光轴取向，分成两产生线偏振光，照射到晶体，线偏振光根据光轴取向，分成两个正交的偏振态。两个正交的偏振态在晶体中分别是个正交的偏振态。两个正交的偏振态在晶体中分别是o光和光和e光。经过晶片光。经过晶片后，两个光产生相位差：后，两
23、个光产生相位差：22()oeLnnd第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉1.偏振光干涉的一般装置偏振光干涉的一般装置o光光e光光偏振器偏振器P1晶体晶体偏振器偏振器P2 从晶体中出射的两个正交的偏振光继续传播到偏振器从晶体中出射的两个正交的偏振光继续传播到偏振器2，两个偏振，两个偏振光沿着偏振器光沿着偏振器2透光轴的投影可以通过，并被透镜会聚到观察面上。由透光轴的投影可以通过，并被透镜会聚到观察面上。由于这两束光存有相位差，在会聚点将发生干涉。如果晶片的厚度不均于这两束光存有相位差，在会聚点将发生干涉。如果晶片的厚度不均匀，各点产生的相位差就有变化，在观察屏上就可以看
24、到干涉条纹。匀，各点产生的相位差就有变化，在观察屏上就可以看到干涉条纹。第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉2.偏振光干涉的强度分布偏振光干涉的强度分布偏振器偏振器1晶体晶体偏振器偏振器2光轴光轴P1P2 E1EeEoEo2Ee2光轴光轴第六章第六章 偏偏 振振P1P2 E1EeEoEo2Ee2光轴光轴第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉2.偏振光干涉的强度分布偏振光干涉的强度分布11coscosi teEEAe11sinsini toEEAe222111cos cossin sin(cos cossin sin)eoi tii tEEEEEAeeUe211cosc
25、oscoscosi teEEA e211sinsinsinsiniitioEE eA eeEe2与与Eo2在观察屏上发生干涉，合成的电场为：在观察屏上发生干涉，合成的电场为：第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉2.偏振光干涉的强度分布偏振光干涉的强度分布221(coscossinsin2coscossinsincos)IUUA 根据光强的定义，最后得到观察面上光强：注意相位差不仅仅是由于波晶片引起，如果入射到晶片上的光不是线偏振光，而是椭圆（圆）偏振光，则一开始就存在相位差。另一方面，两个偏振片的相对方位不同，也会引起相位差的变化。P1P2 E1EeEoEo2Ee2光
26、轴光轴P1P2 E1EeEo光轴光轴Eo2Ee2第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉2.偏振光干涉的强度分布偏振光干涉的强度分布221(coscossinsin2coscossinsincos)IUUA 若o光和e光在P2上投影方向一致，则得到观察面上光强：221(coscossinsin2 coscossinsincos)IUUA 若o光和e光在P2上投影方向相反，则得到观察面上光强：第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉3.色偏振色偏振 在偏振光的干涉装置中，如果入射的光是多色光，则在干涉平面在偏振光的干涉装置中，如果入射的光是多色光，则在
27、干涉平面上可能会出现彩色干涉条纹，这是因为干涉光强上可能会出现彩色干涉条纹，这是因为干涉光强221(cos cossin sin2cos cos sin sincos)IA22()oeLnnd与波长有关，当有些波长相长时，另一些波长可能会相消与波长有关，当有些波长相长时，另一些波长可能会相消中的相位差：中的相位差：可以证明，如果在可以证明，如果在P1和和P2平行时相长得波长，在平行时相长得波长，在P1和和P2垂直时相消。垂直时相消。为什么？为什么？第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉4.偏振光的干涉条纹偏振光的干涉条纹22()(21)oeLnn dk 当厚度满足当厚度
28、满足o光光e光光22()2oeLnn dk 设o光和e光在P2上投影方向一致时，出现亮纹时，出现亮纹当厚度满足当厚度满足时，出现暗纹时，出现暗纹如果o光和e光在P2上投影方向相反，结果如何？第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉5.偏振光干涉的应用偏振光干涉的应用光测弹性术光测弹性术o光光e光光 一些各向同性物体，当受到外界作用时，也会产生各向异性现象，一些各向同性物体，当受到外界作用时，也会产生各向异性现象，因而也会产生双折射。外界作用包括挤压、退火不均匀造成的内应力，因而也会产生双折射。外界作用包括挤压、退火不均匀造成的内应力，以及电磁场的作用等等。以及电磁场的作用
29、等等。利用这一现象观察它们的偏振光干涉，可以研究物体受力分布，称利用这一现象观察它们的偏振光干涉，可以研究物体受力分布，称作光测弹性术作光测弹性术第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉6.克尔效应和泡克耳效应克尔效应和泡克耳效应 各向同性物体在电场作用下产生双折射现象，称作克尔效应。产各向同性物体在电场作用下产生双折射现象，称作克尔效应。产生的相位差：生的相位差：/Ed2/E d 单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体，沿原来光轴方向产生附加单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体，沿原来光轴方向产生附加的双折射效应，称作泡克耳效应。产生的附加相位差：的双折射效应，称作泡克耳效应。产
30、生的附加相位差：第六章第六章 偏偏 振振第六节第六节 偏振光的干涉偏振光的干涉6.克尔效应和泡克耳效应克尔效应和泡克耳效应 各向同性物体在电场作用下产生双折射现象，称作克尔效应。产各向同性物体在电场作用下产生双折射现象，称作克尔效应。产生的相位差：生的相位差：/Ed2/E d 单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体，沿原来光轴方向产生附加单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体，沿原来光轴方向产生附加的双折射效应，称作泡克耳效应。产生的附加相位差：的双折射效应，称作泡克耳效应。产生的附加相位差：第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光1.旋光现象旋光现象设晶体的光轴方向如图所示，设晶体的光轴方向如图
31、所示，P1和和P2透光轴正交，是否有光从透光轴正交，是否有光从P2通过？通过？P1 P2 因为因为o光和光和e光沿光轴方向传播不产生任何相位差，所以没有光透过光沿光轴方向传播不产生任何相位差，所以没有光透过P2。第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光1.旋光现象旋光现象但是，对于有些晶体，尽管晶体的光轴方向也如图所示，但是，对于有些晶体，尽管晶体的光轴方向也如图所示，P1和和P2透光轴透光轴正交，却有光从正交，却有光从P2通过，但若把通过，但若把P2旋转一个角度旋转一个角度，仍可以消光。例如，仍可以消光。例如石英晶体就会有这种现象，但方解石没有这种现象。石英晶体就会有这种现象，但方解
32、石没有这种现象。P1 P2 这个现象说明什么？这个现象说明什么？第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光1.旋光现象旋光现象d实验还发现，偏振光的旋转角度正比于晶体的厚度：实验还发现，偏振光的旋转角度正比于晶体的厚度：P1 P2 这一现象称作旋光现象。旋光晶体有左旋光晶体和右旋光晶体。这一现象称作旋光现象。旋光晶体有左旋光晶体和右旋光晶体。称作旋光晶体的旋光率，它与入射光的波长有关称作旋光晶体的旋光率，它与入射光的波长有关第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光2.旋光现象的解释旋光现象的解释 一个线偏振光总可以一个线偏振光总可以分解成两个旋转方向相反分解成两个旋转方向相反的圆
33、偏振光。即一个是右的圆偏振光。即一个是右旋圆偏振，一个是左旋圆旋圆偏振，一个是左旋圆偏振。偏振。t t第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光2.旋光现象的解释旋光现象的解释 在旋光晶体中，当线偏振光沿光轴方向传播时，两个圆偏振光的传播速度不一样。经过一定距离传播后，右旋圆偏振光和左旋圆偏振光存在一定的相位差。再合成线偏振光时，线偏振光就比原来偏振方向旋转了一个角度 。这种解释称作菲涅耳假说。t t t t 第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光2.旋光现象的解释旋光现象的解释P1 P2/LLRRnc vnc v22LLRLn dn d 设左旋圆偏振光的速度为vL，右旋圆偏振
34、速度为vR，定义与之相对应的折射率：则两个圆偏振通过晶片后各自的相位延迟为：第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光2.旋光现象的解释旋光现象的解释 t t t t()2LLnndd2()RLLLnnd 经过晶片后，两束光的相位差为：入射时出射时合成的线偏振光与原来方向旋转了一个角度：第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光3.菲涅耳假说的验证菲涅耳假说的验证RRLL第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光4.旋光晶体中的波面旋光晶体中的波面5.量糖术量糖术 通过测量物质的旋光性从而测量物质的含量的技术，本技术因为测量糖的浓度而得名食糖、氯霉素等物质具有旋光性，测量其浓度可用如下装置：N d 消光方向第六章第六章 偏偏 振振第七节第七节 旋旋 光光6.磁致旋光磁致旋光法拉第效应法拉第效应一些物质在磁场的作用下会产生旋光现象第六章第六章 偏偏 振振本章结束本章结束 t t
