第六章晶体光学光是一种电磁辐射，各种波长的电磁波中，能为人所感受的是(400760)nm的窄小范围．对应的频率范围是=（7.64.0）1014HZ．这波段内电磁波叫可见光，在可见光范围内，不同频率的光波引起人眼不同的颜色感觉．Electromagneticspectrum&visibleportionViolet(400nm)Red(700nm)White=ROYGBV(canbeseparatedbydispersioninaprism)光色Thepetrographicmicroscope(岩石显微镜)Whathappensaslightmovesthroughthescope?一、几何光学的三个实验定律(1)光的直线传播定律:在均匀的各向同性的透明介质中，光沿直线传播.(2)光的独立传播定律:光在不太强时,传播过程中与其他光束相遇时,各光束相互不受影响,不改变传播方向,各自独立传播.(3)光的反射定律和折射定律:入射面:入射光线和法线决定的平面.RefractionIncidentrayandreflectedray:1)ofincidencei=ofreflectionr'2)coplanar“planeofincidence”(^planeofinterface)Refractedray:1)Slowerinwater(orglass)2)riDependsonDvelocity光的折射定律:入射光线、法线和折射光线同在入射面内,入射光线和反射光线分居法线两侧,且有:nsini=n´sinγ.式中:Forasubstancex:nx=vair/vxnair=??lightisslowerinwater,glass,crystalsIsnwatergreaterorlessthan1??LargernassociatedwithslowerV!!SnellsLaw:nisini=nrsinrfor2knownmedia(air/water)sini/sinr=nr/ni=constSocanpredictanglechange(orusetodeterminenr)光的全反射当光从光疏媒质入射到光密媒质时，折射角小于入射角，光在这种情况下的反射,叫作外反射.当光从光密媒质入射到光疏媒质时，折射角大于入射角，光在这种情况下的反射,叫作内反射.内反射时，折射角随着入射角的增大而增大，当折射角等于900时，对应的入射角为ic.由折射定律:nsinic=n´sin90º.ic称作临界角.当入射角大于等于ic时，全部光能量都反回原介质这种反射叫作光的全反射,或叫作光的全内反射.二、光的偏振态基本概念光是横波,光的振动方向应始终与光的传播方向垂直.但是,在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量还可以有不同的振动状态，我们称在垂直于光传播方向的二维平面内，光矢量的振动状态叫做光波的偏振态.光波按偏振态来划分，可分为三大类：(1)自然光，(2)完全偏振光，(3)部分偏振光.普通光源中包含许许多多分子和原子,不同的原子或分子所发光波,或同一原子不同时刻所发光波,其振动方向振幅,初始相位各不相同.在垂直于光传播方向的平面内,在观测最小时间间隔内,光振动在各个方向的几率相同,没有那一个方向占更大优势.我们称这种光为自然光.Lightbeam=numerousphotons,eachvibratinginadifferentplaneVibrationinalldirections~perpendiculartopropagationdirection用来表示垂直于光传播方向的平面内,光振动方向的矢量图,叫做迎光矢量图.该图表示迎着光传播方向看到的光振动的情况.在迎光矢量图上,自然光是一些均匀分布的辐射线.左图中线段表示光振动平行于图面的线偏振光,点子表示光振动垂直于图面.画出相同的点和线段表示自然光,用来表示各个方向光振动几率相同.2、晶体的双折射现象一束单色自然光垂直入射于晶体的表面,进入晶体后,变为两束光.天然方解石晶体是一平行六面体(菱面体),每一面都是菱形,大角约为1020,小角约为780.菱面体中有两个相对的分别由三个钝角围成的顶角,连接这两个顶角,与连线平行的方向既是方解石光轴的方向，该方向为3次旋转轴方向.主平面:包括光轴和光线本身的平面,称为该光线的主平面.寻常光(O光)：(1)是振动面垂直与自己的主平面的线偏振光;(2)符合折射定律和反射定律;(3)沿各个方向折射率相同,传播速度相同.非常光(e光):(1)是振动面平行于自己的主平面的线偏振光;(2)一般不符合折射