UC知道单轴晶体中光波的波面这一节内容好像看不懂，请大伙给我解释一下好么？
来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/25 17:37:51
单晶体中光波的波面，书上原文如下：
按照惠更斯原理，光波进入晶体后，波面上各点都可看作发射子波的光源。由于晶体是各向异性的，晶体内子波源将向四周发射两组子波。对于O光，因为光矢量垂直于O光的主平面，无论O光沿什么方向传播，其振动方向始终与光轴垂直，因此O光在各方向传播速率相同，都是V0，它遵守折射定律，折射率为常数，记作N0。O光的波面与各向同性媒质中的波面一样，是一球面。而对于E光，其光矢量在包含光轴的主平面内，因此E光振动方向与光轴的夹角随传播方向变化，这样，E光的传播速度也随传播方向而异，E光不遵守折射定律，其折射率也不是常数。E光的波面是以光轴为轴的旋转椭球面。由于在光轴方向上O光和E光的传播速率相同，因此两子波的波面在光轴处相切。在垂直光轴的方向上，两光束的传播速率相差最大，波面也相距最远。
书上原文就是这样写的，可是有好几个地方看不懂，比如为什么说振动方向始终于光轴垂直所以O光在各方向传播速率相同呢？为什么E光的波面是以光轴为轴的旋转椭球面呢？这跟光轴有什么本质联系？请大家帮我解释一下。谢了！
另，写一下光轴的定义：
如果改变入射光的方向，我们还会发现，晶体内并非任何方向上都有E光和O光两束折射光，其中有一特定方向，当光束沿此方向传播时不发生双折射，这一方向称为晶体的光轴。
按照惠更斯原理，光波进入晶体后，波面上各点都可看作发射子波的光源。由于晶体是各向异性的，晶体内子波源将向四周发射两组子波。对于O光，因为光矢量垂直于O光的主平面，无论O光沿什么方向传播，其振动方向始终与光轴垂直，因此O光在各方向传播速率相同，都是V0，它遵守折射定律，折射率为常数，记作N0。O光的波面与各向同性媒质中的波面一样，是一球面。而对于E光，其光矢量在包含光轴的主平面内，因此E光振动方向与光轴的夹角随传播方向变化，这样，E光的传播速度也随传播方向而异，E光不遵守折射定律，其折射率也不是常数。E光的波面是以光轴为轴的旋转椭球面。由于在光轴方向上O光和E光的传播速率相同，因此两子波的波面在光轴处相切。在垂直光轴的方向上，两光束的传播速率相差最大，波面也相距最远。
书上原文就是这样写的，可是有好几个地方看不懂，比如为什么说振动方向始终于光轴垂直所以O光在各方向传播速率相同呢？为什么E光的波面是以光轴为轴的旋转椭球面呢？这跟光轴有什么本质联系？请大家帮我解释一下。谢了！
另，写一下光轴的定义：
如果改变入射光的方向，我们还会发现，晶体内并非任何方向上都有E光和O光两束折射光，其中有一特定方向，当光束沿此方向传播时不发生双折射，这一方向称为晶体的光轴。
比如为什么说振动方向始终于光轴垂直所以O光在各方向传播速率相同呢？
答：其实是人们为了更好解决光线在晶体中传播情况，有意将光线分解成垂直于光轴和平行于光轴两个方向，然后通过解析法计算，具体牵扯麦克斯韦方程而得出的结论，而对于这个垂直于光轴震动的分量来书，计算下来的的各个方向的折射率是一样，也就是他的折射率椭球是个纯粹的圆形，不管朝什么方向传播，折射率都是一样的，自然其传播速率？是一样的。
为什么E光的波面是以光轴为轴的旋转椭球面呢？
这个也是通过麦克斯韦方程算出来的，由于晶体的特殊结构，他在垂直于光轴方向的折射率是变化的，列出方程，得到的就是一个以光轴为轴线的旋椭球体。
综上两个问题，实际是把光线在经典理论中应用，分解为两个震动方向垂直的电矢量，然后分别对这两个电矢量在晶体中进行麦克斯韦求解，解得结果是就是两个折射率椭球，其中一个是规则的球体。实际上这个椭球是从解得结果得到的函数中假想，为了更好分析两种光传播用的。
这跟光轴有什么本质联系？
光轴的本质是，当光线沿这个方向传播的时候，没有双折射现象，为什么，就是晶体的特殊结构使得在晶体中唯一的存在着这一个方向，在这个方向上不论对o光还是e光所进行麦克斯韦光线传播计算，所得到相对的折射率都是一样的。既然他们折射率都是一样的，自然就好像没有分开，传播规律一直。为什么晶体中会有这么一个特殊方向，就要分析固体物理中晶体结构类的知识。
最后如果你是本科学习这一章，还是重现象，重结果的比较好，因为整个推导过程是纯数学功夫，没什么意思，而了解了双折射等的结果，相位变化，特殊方向上的应用，对后面光电调制和偏光干涉都很有帮助的。
请大家帮我解释一下。谢了！
另，写一下光轴的定义：