
雙折射(birefringence)是光學現象,指光波在穿過各向異性晶體時分裂為兩束傳播方向和偏振狀态不同的光線。該術語由拉丁語"bi-"(雙)和"refringere"(折射)構成,中文又稱"重折射"。
從物理機制看,雙折射源于晶體内部原子排列的各向異性,導緻介電常數隨方向變化。根據電磁理論,光波傳播速度滿足: $$ v = frac{c}{sqrt{varepsilon_rmu_r}} $$ 其中$varepsilon_r$為相對介電常數,$mu_r$為相對磁導率。各向異性材料中$varepsilon_r$隨偏振方向改變,形成尋常光(o光)和非尋常光(e光)的分裂現象。
在地質學中,雙折射率常用于礦物鑒定。冰洲石(方解石)的雙折射率高達0.172,通過偏光顯微鏡可觀察到顯著的圖像重影效應。液晶顯示器則利用向列相液晶的電控雙折射特性實現像素控制。
權威定義可參考《牛津物理詞典》中的解釋:"Birefringence occurs when a material's refractive index depends on the polarization and propagation direction of light"。美國光學學會(OSA)将雙折射列為晶體光學核心參數,其定量描述包含光程差計算公式$Delta = d(n_e - n_o)$,其中$d$為晶體厚度,$n_e$和$n_o$分别為異常光和正常光的折射率。
雙折射(Birefringence)是光通過各向異性晶體時分裂為兩束折射光的現象。以下是詳細解釋:
當光入射到非均質晶體(如方解石、石英)時,會分解為兩束振動方向垂直、傳播速度不同的偏振光:
例如,将冰洲石放在文字上,會看到雙影,這是雙折射的直觀表現()。
雙折射源于晶體内部結構的各向異性,導緻光在不同方向傳播時速度不同:
若需進一步了解具體公式或實驗案例,可參考光學教材或專業文獻。
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