當(dāng)光單射光學(xué)各向異性晶體（如方解石）中時(shí)，一條單色自然光進(jìn)入其中，便被分成兩條，這個(gè)現(xiàn)象被稱為雙折射現(xiàn)象。
自然光進(jìn)入各向異性晶體后，它原有的各方向振動(dòng)合并在兩個(gè)互相垂直的方向上。同時(shí)，這兩種振動(dòng)分別以不同速度透過(guò)物體，成為兩條互相垂直的平面偏振光。由雙折射分出的這兩條速度不同的平面偏振光，其中只有一條遵守折射定律，稱為尋常光（o），另一條不符合此定律的稱為非尋常光（e）。尋常光的折射率no與光的傳播方向無(wú)關(guān)，是一個(gè)常數(shù)；非尋常光的折射率ne隨在晶體中傳播方向的不同而不同。
此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在方解石等晶體內(nèi)存在著一些特殊的方向，光沿著這些特殊方向傳播時(shí)，不發(fā)生雙折射。此時(shí)，o光和e光的折射率（sini/sinr的比值）相等，光的傳播速度相同，晶體內(nèi)部的這個(gè)特殊的方向稱為晶體的光軸方向，晶體內(nèi)平行于該方向的任意一條線稱為晶體的光軸。
簡(jiǎn)介
晶體介質(zhì)的折射率與光波的偏振方向有關(guān)，是各向異性的。科學(xué)家早就發(fā)現(xiàn)，一束單射
光波在方解石（碳酸鈣晶體）中分解成兩束偏振方向互相垂直、折射率不同的光波。這種現(xiàn)象稱為雙折射。在各種晶體中普遍存在雙折射現(xiàn)象。
產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象的原因是，一條光線射到方解石晶體上，會(huì)在冰洲石內(nèi)產(chǎn)生兩條折射光線，如圖所示。自然界的晶體大多數(shù)都不同程度地產(chǎn)生雙折射，只是不及冰洲石那樣顯著，因而不容易觀察到。
理論詮釋
冰洲石的兩條折射光線中，一條光遵守普通的折射定律，稱作尋常光（或o光）；另一條
光不遵守普通的折射定律，稱作非常光（或e光）。在冰洲石內(nèi)，尋常光的傳播速度與傳播方向無(wú)關(guān)，是一個(gè)常量；非常光的傳播速度則是與傳播方向有關(guān)的變量。冰洲石內(nèi)有一個(gè)特殊的方向，非常光沿這個(gè)方向傳播的速度等于尋常光的速度。這個(gè)方向稱作方解石晶體的光軸。冰洲石的六個(gè)表面都是相同的菱形時(shí)，兩個(gè)鈍隅的連線便是光軸。
雙折射現(xiàn)象的明顯例子是方解石。透過(guò)方解石的菱面體就可以看到明顯重影。
產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象可作如下解釋：自然光射到冰洲石上的每一點(diǎn)，都會(huì)在冰洲石內(nèi)產(chǎn)生兩種子波：一種是球面波；另一種是以光軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)橢球面波。根據(jù)惠更斯原理，子波的包絡(luò)面便是新的波面。因此，兩種子波便有兩種波面，即有兩種折射光。平行光斜單射到冰洲石的表面上，光軸在入射面內(nèi)，射到A點(diǎn)的光在冰洲石內(nèi)產(chǎn)生兩個(gè)子波面（球面和旋轉(zhuǎn)橢球面）；射到B點(diǎn)的光晚到一些，產(chǎn)生的兩個(gè)子波都小一些；這時(shí)射到C點(diǎn)的光剛到達(dá)方解石晶體表面。作這些子波的包絡(luò)面CE和CF，則AE和AF就分別是A點(diǎn)產(chǎn)生的尋常光和非常光。
尋常光和非常光都是線偏振光。冰洲石內(nèi)光線和光軸構(gòu)成的平面稱作主平面。尋常光的振動(dòng)（電場(chǎng)強(qiáng)度）垂直于尋常光的主平面；非常光的振動(dòng)（電場(chǎng)強(qiáng)度）則在非常光的主平面內(nèi)。
詳細(xì)信息
解析
光波僅在單射一軸晶體時(shí)會(huì)分解成常光o與非常光e，而在入射二軸晶體時(shí)分解的兩種偏振光均為非常光！
尋常光o的折射率對(duì)于介質(zhì)來(lái)說(shuō)是各向同性的，是個(gè)折射率球，尋常光遵從折射定律；非尋常光的折射率對(duì)于介質(zhì)來(lái)說(shuō)是各向異性的，通常是折射率橢球，非尋常光）一般不遵從折射定律，即e光折射線也不一定在入射面內(nèi)。
寶石中出現(xiàn)明顯雙折射的例子是方解石，透過(guò)方解石的菱面體解理塊就可看到很明顯重影。其他一些在10×放大鏡下有明顯雙折射的寶石有電氣石（DR=0.014到0.021）、橄欖石（DR=0.036）、中到高型鋯石（高型DR=0.059）、莫桑鉆等
相關(guān)概念
晶體的光軸
當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。
光軸是一特殊的方向，凡平行于此方向的直線均為光軸。
1)單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體，如方解石、石英、紅寶石、冰等；
2)雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體，如云母、結(jié)晶硫、藍(lán)寶石、橄欖石等。
主平面
主平面：晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。
o光振動(dòng)垂直主平面，e光振動(dòng)在主平面內(nèi)。
主截面
主截面：晶體表面的法線與晶體光軸構(gòu)成的平面。
當(dāng)光的入射面為主截面時(shí)，o光和e光的主平面都在主截面內(nèi)，此情形下o光與e光的振動(dòng)方向相互垂直。
類(lèi)型
永久雙折射
各向異性透明晶體如方解石、石英等的折射率，是其固有的特性，稱為永久雙折射。
暫時(shí)雙折射
有些物質(zhì)（如玻璃、塑料、ep）通常是不發(fā)生雙折射的，但當(dāng)它們內(nèi)部有應(yīng)力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。還有些不發(fā)生雙折射的物質(zhì)（如1-溴-2-硝基苯、鈦酸鋇），在電場(chǎng)的作用下會(huì)出現(xiàn)雙折射，
這種現(xiàn)象稱為暫時(shí)雙折射或人工雙折射。
參考資料 >