双折射在冰块的研究中非常有用。通过双折射，可以确定冰块c轴的方向，可以看到多晶冰块中的晶粒。这一方法在矿物晶体的研究中也经常使用。冰的双折射效应比较小，所以只能在较厚的冰块中观察到明显的效应，此时并不需要借助显微镜。

        在两个正交偏振片中间放置一个薄薄的单晶冰块，其c轴平行于薄片所在平面。如果起偏器的透射方向平行于c轴，则只有e光穿过冰块，并被检偏器完全吸收；同理，如果将冰块旋转90度，则只有o光穿过冰块，并被检偏器完全吸收。如果将冰块旋转45度，则入射光会被冰块分解为o光和e光。它们在冰块中以不同的速度传播，产生相位差phi=2*pi*delt_n*d/波长_0。其中delt_n=ne-no，d为样品厚度，波长_0为入射光在真空中的波长。如果phi=pi，则穿过冰块后光的偏振面会旋转90度，与检偏器的透光方向一致，此时冰块所在位置明亮；如果phi=2*pi，则穿过冰块后光的偏振方向不变，与检偏器的透光方向垂直，此时冰块所在位置是黑的。对于可见区中部的光而言，phi=2*pi时出现第一次消光，此时的d约为0.4mm。如果用白光照射厚度为毫米量级的冰块，由于不同波长的折射率不同，其消光时对应的厚度也不同，我们就能看到彩色条纹。如果冰块的c轴平行或者垂直于起偏器的透光方向，则通过检偏器后观察不到出射光。

        将切割方向垂直于c轴的薄片放在两个正交偏振片中间，无论如何旋转冰块，视野中总是黑的。如果c轴与样品所在平面的法线有一个非90度的夹角，旋转样品，可以判定出c轴在该平面的投影方向。对于厚度超过1mm的冰块，由于可见区内多个波长会干涉相消，导致观察到的颜色比较暗淡，但依然可以分辨出消光的位置。如果消光位置的亮度不一致，则说明该晶体的质量较差。对于多晶样品而言，不同的晶粒会显示不同的颜色，晶体的c轴无法通过这些颜色而确定。如果想要找出c轴的方向，则需要旋转晶体薄膜，确定每一个晶粒的消光位置。

这个杯子

是上个实验《冰清玉润》

和本次实验

用来盛放冰块的容器

它内圆外方

我可以很容易将它架起来

在上面的画面中

两个偏振片正交放置

冰块在中间转动

正如文献1中所指出的那样

将切割方向垂直于c轴的薄片放在两个正交偏振片中间，无论如何旋转冰块，视野中总是黑的。如果c轴与样品所在平面的法线有一个非90度的夹角，旋转样品，可以判定出c轴在该平面的投影方向。对于厚度超过1mm的冰块，由于可见区内多个波长会干涉相消，导致观察到的颜色比较暗淡，但依然可以分辨出消光的位置。对于多晶样品而言，不同的晶粒会显示不同的颜色。如果想要找出c轴的方向，则需要旋转晶体薄膜，确定每一个晶粒的消光位置。

在视频中

冰块每4秒钟旋转一圈

也就是每秒旋转90度

理论上

每秒应该出现一次消光

由于不同晶粒c轴的取向不同

所以消光的时刻不同

在上面的画面中

两个偏振片平行放置

冰块每4秒钟旋转一圈

和正交偏振片的情况类似

如果c轴垂直于观察平面，则无论如何旋转冰块，视野中总是白色。如果c轴与样品所在平面的法线有一个非90度的夹角，旋转样品，可以显示出c轴在该平面的投影方向。对于多晶样品而言，不同的晶粒会显示不同的颜色。如果想要找出c轴的方向，则需要旋转晶体薄膜，确定每一个晶粒白光出现的位置。

这是我拍到的

最美的一张图片

有点山水画的味道

远山近湖

美不胜收

它是从冰冻的矿泉水瓶中

敲下来的一个冰块

直径约为6厘米

厚度约为5毫米

从转动时的情况来看

其上半部分

有可能是一块较大的单晶

但是厚度不太均匀

两个偏振片

一个固定

另一个旋转

4秒转一圈

上下两张图

分别对应两个偏振片

垂直和平行的情况

同一个位置出现的颜色

为互补色

也就是两个加一起

应该接近白色