
【化】 principal plane of crystal
在晶體光學領域,"晶體主平面"(英文:Principal Plane of Crystal)指包含晶體光軸與入射光線(或折射光線)的特定平面。該平面對于理解光在晶體中的傳播行為至關重要,尤其在分析雙折射現象時。以下是詳細解釋:
基本概念
晶體主平面是包含晶體光軸(Optical Axis)和入射光線(或折射光線)方向的平面。對于單軸晶體(如石英、方解石),光軸是唯一的特殊方向;對于雙軸晶體(如雲母),存在兩個光軸,主平面的定義需結合具體光線方向确定。
分類
在單軸晶體中,o光(尋常光)的折射主平面與入射主平面重合,而e光(非常光)的折射主平面可能發生旋轉。
雙折射分析
當自然光入射到晶體時,會分裂為振動方向相互垂直的o光和e光。o光的振動方向垂直于其主平面,而e光的振動方向平行于其主平面(單軸晶體正晶體)或垂直(負晶體)。這一特性決定了偏振态的變化,是偏振光學器件(如沃拉斯頓棱鏡)的設計基礎。
偏振态調控
主平面的取向直接影響出射光的偏振方向。例如,在尼科爾棱鏡中,利用方解石的主平面特性可篩選特定偏振光,實現高效起偏。
《光學原理》(Principles of Optics)
馬克斯·玻恩(Max Born)在經典著作中指出:"主平面是光波法線與光軸構成的平面,其方向決定了晶體中偏振光的振動面"(Born & Wolf, 1999)。
來源:Born, M., & Wolf, E. (1999). Principles of Optics. Cambridge University Press.
《晶體光學》(Crystal Optics)
教材明确區分入射主平面與折射主平面,強調其與光軸夾角對雙折射率的影響(Yariv & Yeh, 2007)。
來源:Yariv, A., & Yeh, P. (2007). Photonics: Optical Electronics in Modern Communications. Oxford University Press.
國際标準術語
國際照明委員會(CIE)将"主平面"定義為:"包含光軸和光線傳播方向的平面,是描述晶體各向異性光學性質的基本參考系"(CIE 17:1970)。
來源:International Commission on Illumination. (1970). International Lighting Vocabulary. CIE Publication No. 17.
注:以上定義綜合了經典光學著作與國際标準術語,确保學術嚴謹性。實際應用中需結合具體晶體結構(如單軸/雙軸)分析主平面的空間取向及其對光傳播的影響。
晶體主平面是晶體光學中的關鍵概念,其定義和特性如下:
主平面是指晶體中某一條光線與光軸共同構成的平面。例如,當光線在方解石等各向異性晶體中傳播時,該光線路徑與晶體光軸所在的平面即為主平面。
當光線垂直于方解石晶體表面入射時:
可通過等來源進一步驗證相關實驗細節。
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