
双折射(birefringence)是光学现象,指光波在穿过各向异性晶体时分裂为两束传播方向和偏振状态不同的光线。该术语由拉丁语"bi-"(双)和"refringere"(折射)构成,中文又称"重折射"。
从物理机制看,双折射源于晶体内部原子排列的各向异性,导致介电常数随方向变化。根据电磁理论,光波传播速度满足: $$ v = frac{c}{sqrt{varepsilon_rmu_r}} $$ 其中$varepsilon_r$为相对介电常数,$mu_r$为相对磁导率。各向异性材料中$varepsilon_r$随偏振方向改变,形成寻常光(o光)和非寻常光(e光)的分裂现象。
在地质学中,双折射率常用于矿物鉴定。冰洲石(方解石)的双折射率高达0.172,通过偏光显微镜可观察到显著的图像重影效应。液晶显示器则利用向列相液晶的电控双折射特性实现像素控制。
权威定义可参考《牛津物理词典》中的解释:"Birefringence occurs when a material's refractive index depends on the polarization and propagation direction of light"。美国光学学会(OSA)将双折射列为晶体光学核心参数,其定量描述包含光程差计算公式$Delta = d(n_e - n_o)$,其中$d$为晶体厚度,$n_e$和$n_o$分别为异常光和正常光的折射率。
双折射(Birefringence)是光通过各向异性晶体时分裂为两束折射光的现象。以下是详细解释:
当光入射到非均质晶体(如方解石、石英)时,会分解为两束振动方向垂直、传播速度不同的偏振光:
例如,将冰洲石放在文字上,会看到双影,这是双折射的直观表现()。
双折射源于晶体内部结构的各向异性,导致光在不同方向传播时速度不同:
若需进一步了解具体公式或实验案例,可参考光学教材或专业文献。
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