
【化】 principal plane of crystal
在晶体光学领域,"晶体主平面"(英文:Principal Plane of Crystal)指包含晶体光轴与入射光线(或折射光线)的特定平面。该平面对于理解光在晶体中的传播行为至关重要,尤其在分析双折射现象时。以下是详细解释:
基本概念
晶体主平面是包含晶体光轴(Optical Axis)和入射光线(或折射光线)方向的平面。对于单轴晶体(如石英、方解石),光轴是唯一的特殊方向;对于双轴晶体(如云母),存在两个光轴,主平面的定义需结合具体光线方向确定。
分类
在单轴晶体中,o光(寻常光)的折射主平面与入射主平面重合,而e光(非常光)的折射主平面可能发生旋转。
双折射分析
当自然光入射到晶体时,会分裂为振动方向相互垂直的o光和e光。o光的振动方向垂直于其主平面,而e光的振动方向平行于其主平面(单轴晶体正晶体)或垂直(负晶体)。这一特性决定了偏振态的变化,是偏振光学器件(如沃拉斯顿棱镜)的设计基础。
偏振态调控
主平面的取向直接影响出射光的偏振方向。例如,在尼科尔棱镜中,利用方解石的主平面特性可筛选特定偏振光,实现高效起偏。
《光学原理》(Principles of Optics)
马克斯·玻恩(Max Born)在经典著作中指出:"主平面是光波法线与光轴构成的平面,其方向决定了晶体中偏振光的振动面"(Born & Wolf, 1999)。
来源:Born, M., & Wolf, E. (1999). Principles of Optics. Cambridge University Press.
《晶体光学》(Crystal Optics)
教材明确区分入射主平面与折射主平面,强调其与光轴夹角对双折射率的影响(Yariv & Yeh, 2007)。
来源:Yariv, A., & Yeh, P. (2007). Photonics: Optical Electronics in Modern Communications. Oxford University Press.
国际标准术语
国际照明委员会(CIE)将"主平面"定义为:"包含光轴和光线传播方向的平面,是描述晶体各向异性光学性质的基本参考系"(CIE 17:1970)。
来源:International Commission on Illumination. (1970). International Lighting Vocabulary. CIE Publication No. 17.
注:以上定义综合了经典光学著作与国际标准术语,确保学术严谨性。实际应用中需结合具体晶体结构(如单轴/双轴)分析主平面的空间取向及其对光传播的影响。
晶体主平面是晶体光学中的关键概念,其定义和特性如下:
主平面是指晶体中某一条光线与光轴共同构成的平面。例如,当光线在方解石等各向异性晶体中传播时,该光线路径与晶体光轴所在的平面即为主平面。
当光线垂直于方解石晶体表面入射时:
可通过等来源进一步验证相关实验细节。
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