精华晶体光学必备知识点.docx

晶 体 光 学 - 必 备 知 识 点以上是吉林高校鸽子楼老师多年课件总结经典内容；第一章 晶体光学基础晶体光学涉及某些重要的物理光学原理和结晶矿物学基础学问， 本章要求同学重点把握光的偏振现象、 折射及折射率、 光在晶体中的传播特性、 晶体中的双折射现象、光率体和光性方位；其中重点是晶体中的双折射现象和光率体的构成；难点是光性方位；一、光的基本性质及有关术语光具有 “波粒 ”两相性 ；晶体光学主要利用的是光的波动理论；光波是一种横波 ；光的传播方向与振动方向相互垂直；晶体中许多光学现象与此有关；可见光： 电磁波谱中波长范畴 390— 770nm 的一个区段，由波长不同的七色光组成；自然光： 在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等；偏振光： 在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动；自然光转化为偏振光的过程称偏振化；折射定律： Sin i （入射角） / Sin a（折射角） = Vi（入射速度） / Va（折射速度） = N i aN i a 为介质 a 对介质 i 的相对折射律；当介质 i 为真空时， N i a 称介质的 〔 确定 〕 折射律，以 N 表示； N 是介质微观特点的宏观反映，是物质的固有属性之一，因此它是鉴定矿物的重要光学常数之一；全反射临界角和全反射 ：当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角 i 总是小于折射 角 a ，当 a = 90 时，i = ，此时入射角 称为全反射临界角； 当入射角 i > 时，折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射；二、光在晶体中的传播依据光在物质中的传播特点， 可以把自然界的物质分为 光性均质体 和光性非均质体 ；性均质体： 指光学性质各方向相同的晶体；包括等轴晶系的矿物和非晶质物质； 光波在均质体中的传播特点： 光的传播速度不因光的振动方向不同而发生转变 （各向同性），联系折射定律可知，均质体的折射率只有一个； 光性非均质体： 光性非均质体的光学性质因方向不同而转变 （各向异性） ； 包括中级晶族〔一轴晶 〕和低级晶族 〔二轴晶 〕的矿物；光波在非均质体中的传播特点： 光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生转变；因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而转变；有关术语介绍： 双折射、双折射率、光轴、一轴晶矿物、二轴晶矿物；（1）双折射： 光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向相互垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射； （2）双折射率： 两种偏光的折射率值之差称为双折射率；许多晶体光学现象与此有关；（3）光轴： 光波沿非均质体的特殊方向入射时， 不发生双折射， 这种特殊的方向称为光轴；中级晶族具有一个这样的特殊方向， 称为 一轴晶矿物； 低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为 二轴晶矿物 ；三、光率体光率体是表示光波在晶体中传播时， 折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形或一种光性指示体； 其作法是设想自晶体中心起， 沿光波振动方向按比例截取相应的折射率值，再把各个线段的端点连接起来便构成了光率体；均质体光率体 ： 其传播速度不因振动方向不同而发生转变，即折射率值各方向相等；因此均质体光率体是一个球体，球体的半径代表该晶体的折射率；一轴晶光率体： 一轴晶光率体是一个以 C轴为旋转轴的旋转椭球体；（1）有关术语说明： 光学主轴（ Ne 轴、 No 轴）；主折射率（ Ne、No）；折射率（ Ne’）；正光性（ Ne>No）；负光性（ Ne