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光的偏振與晶體光學(xué)基礎(chǔ)ppt素材

光的偏振與晶體光學(xué)基礎(chǔ)ppt

晶體光學(xué)介紹

各向異性光學(xué)媒質(zhì)中光的傳播情況，可由麥克斯韋方程組和表征物質(zhì)各向異性的物質(zhì)方程聯(lián)立求解得到。通常討論平面波情況，所得到的解析式一般較為復(fù)雜。當(dāng)不考慮晶體的吸收和旋光性時(shí)，實(shí)用上多采用幾何作圖法求解,以折射率橢球、光波面兩種曲面較常使用(見下文討論）。

晶體光學(xué)研究常用的實(shí)驗(yàn)儀器是折射計(jì)、光學(xué)測角儀、偏光顯微鏡和分光光度計(jì)等。

晶體光學(xué)在晶體定向、礦物鑒定、晶體結(jié)構(gòu)以及其他晶體光學(xué)現(xiàn)象（如非線性效應(yīng)、光散射）的工作與研究中有重要應(yīng)用。晶體光學(xué)元件，如各種起偏棱鏡、補(bǔ)償器等（見線偏振光、偏振光的干涉），則廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)中。

光的偏振簡介

干涉和衍射是各種波動(dòng)都具有的現(xiàn)象，無論是縱波還是橫波，都會(huì)產(chǎn)生干涉和衍射。因此，我們常常根據(jù)干涉或衍射是否能發(fā)生來鑒別某種物質(zhì)或某種運(yùn)動(dòng)形式是否具有波動(dòng)性質(zhì)。但是，由衍射和干涉的現(xiàn)象無法鑒別某種波動(dòng)是縱波還是橫波。縱波和橫波的區(qū)別表現(xiàn)在另一類現(xiàn)象上，即偏振現(xiàn)象。

將一根長繩子的一端固定，另一端用手拉緊水平的繩子上下振動(dòng)，產(chǎn)生橫波。波的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，并且振動(dòng)方向始終保持在一個(gè)平面內(nèi)。假如我們讓繩子穿過一個(gè)柵欄，波的傳播就會(huì)受到柵欄的限制。如果柵欄縫隙的方向與振動(dòng)方向一致，波能順利通過柵欄。如果縫隙方向與振動(dòng)方向垂直，波就被阻擋而不能繼續(xù)向前傳播。

縱波與此不同。縱波的振動(dòng)沿著波的傳播方向，柵欄或類似的障礙無論在哪一個(gè)方向，都不會(huì)阻止波的傳播。就這方面的性質(zhì)來看，縱波的振動(dòng)對(duì)于波的傳播方向是軸對(duì)稱的，橫波的振動(dòng)對(duì)于波的傳播方向不是軸對(duì)稱的。橫波的上述特點(diǎn)就是它的偏振性。光波是電磁波。光波中含有電振動(dòng)矢量E和磁振動(dòng)矢量H，E和H都與傳播速度u垂直，因此光波是橫波。實(shí)驗(yàn)表明，產(chǎn)生感光作用和生理作用的是光波中的電矢量E，所以討論光的作用時(shí)，只需考慮電矢量E的振動(dòng)。E叫做光矢量，E的振動(dòng)叫做光振動(dòng)。