当光 单射 光学 各向异性 晶体（如方解石）中时，一条单色自然光进入其中，便被分成两条，这个现象被称为双折射现象。
自然光进入各向异性晶体后，它原有的各方向振动合并在两个互相垂直的方向上。同时，这两种振动分别以不同速度透过物体，成为两条互相垂直的平面偏振光。由双折射分出的这两条速度不同的平面偏振光，其中只有一条遵守折射定律，称为寻常光（o），另一条不符合此定律的称为非寻常光（e）。寻常光的折射率n o 与光的传播方向无关，是一个 常数 ；非寻常光的折射率n e 随在 晶体 中传播方向的不同而不同。
此外，实验发现在 方解石 等晶体内存在着一些特殊的方向，光沿着这些特殊方向传播时，不发生双折射。此时，o光和e光的 折射率 （sini/sinr的比值） 相等 ，光的传播速度相同，晶体内部的这个特殊的方向称为晶体的 光轴 方向，晶体内平行于该方向的任意一条线称为晶体的光轴。
简介
晶体介质的折射率与光波的偏振方向有关，是 各向异性 的。科学家早就发现，一束 单射
光波在 方解石 （ 碳酸钙 晶体）中分解成两束偏振方向互相垂直、折射率不同的光波。这种现象称为双折射。在各种 晶体 中普遍存在双折射现象。
产生双折射现象的原因是，一条光线射到 方解石晶体 上，会在冰洲石内产生两条折射光线，如图所示。自然界的晶体大多数都不同程度地产生双折射，只是不及冰洲石那样显着，因而不容易观察到。
理论诠释
冰洲石的两条折射光线中，一条光遵守普通的折射定律，称作寻常光（或o光）；另一条
光不遵守普通的折射定律，称作非常光（或e光）。在冰洲石内，寻常光的传播速度与传播方向无关，是一个常量；非常光的传播速度则是与传播方向有关的变量。 冰洲石 内有一个特殊的方向，非常光沿这个方向传播的速度等于寻常光的速度。这个方向称作 方解石晶体 的 光轴 。冰洲石的六个表面都是相同的 菱形 时，两个钝隅的连线便是光轴。
双折射现象的明显例子是 方解石 。透过方解石的 菱面体 就可以看到明显重影。
产生双折射现象可作如下解释：自然光射到冰洲石上的每一点，都会在冰洲石内产生两种子波：一种是球面波；另一种是以光轴为旋转轴的旋转 椭球 面波 。根据惠更斯原理，子波的包络面便是新的波面。因此，两种子波便有两种波面，即有两种折射光。平行光斜 单射 到 冰洲石 的表面上，光轴在入射面内，射到A点的光在冰洲石内产生两个子波面（球面和旋转椭球面）；射到B点的光晚到一些，产生的两个子波都小一些；这时射到C点的光刚到达 方解石晶体 表面。作这些子波的包络面CE和CF，则AE和AF就分别是A点产生的寻常光和非常光。
寻常光和非常光都是线偏振光。冰洲石内光线和 光轴 构成的平面称作主平面。寻常光的振动（ 电场 强度）垂直于寻常光的主平面；非常光的振动（电场强度）则在非常光的主平面内。
详细信息
解析
光波仅在 单射 一轴 晶体 时会分解成常光o与非常光e，而在入射二轴晶体时分解的两种偏振光均为非常光！
寻常光o的 折射率 对于介质来说是 各向同性 的，是个折射率球，寻常光遵从折射定律；非寻常光的折射率对于介质来说是 各向异性 的，通常是折射率 椭球 ，非寻常光）一般不遵从折射定律，即e光折射线也不一定在入射面内。
宝石中出现明显双折射的例子是 方解石 ，透过方解石的 菱面体 解理 块就可看到很明显重影。其他一些在10×放大镜下有明显双折射的宝石有 电气石 （DR=0.014到0.021）、 橄榄石 （DR=0.036）、中到高型 锆石 （高型DR=0.059）、 莫桑钻 等
相关概念
晶体的光轴
当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。
光轴是一特殊的方向，凡平行于此方向的直线均为光轴。
1) 单轴晶体 ：只有一个光轴的晶体，如方解石、 石英 、 红宝石 、冰等；
2) 双轴晶体 ：有两个光轴的晶体，如云母、结晶 硫 、 蓝宝石 、橄榄石等。
主平面
主平面：晶体中光的传播方向与 晶体光轴 构成的平面。
o光振动垂直主平面，e光振动在主平面内。
主截面
主截面：晶体表面的 法线 与晶体光轴构成的平面。
当光的入射面为主截面时，o光和e光的主平面都在主截面内，此情形下o光与e光的振动方向相互垂直。
类型
永久双折射
各向异性 透明 晶体 如 方解石 、石英等的 折射率 ，是其固有的特性，称为永久双折射。
暂时双折射
有些物质（如玻璃、塑料、 ep ）通常是不发生双折射的，但当它们内部有 应力 时就会出现双折射现象。还有些不发生双折射的物质（如 1-溴-2-硝基苯 、 钛酸钡 ），在 电场 的作用下会出现双折射，
这种现象称为暂时双折射或人工双折射。