28177

Искусственная анизотропия, создаваемая в результате механического деформирования, воздействия электрического (эффекты Керра и Поккельса) и магнитного (эффект Коттона - Мутона) поля. Естественная и искусственная (эффект Фарадея) оптическая активность

Доклад

Физика

Искусственная анизотропия создаваемая в результате механического деформирования воздействия электрического эффекты Керра и Поккельса и магнитного эффект Коттона Мутона поля. Естественная и искусственная эффект Фарадея оптическая активность Среды в которых скорость распространения света в различных направлениях неодинакова называют оптически анизотропными. был открыт эффект Керра возникновение двулучепреломления под действием электрического поля рисунок 2. Явление Керра квадратичный электрооптический эффект объясняется...

Русский

2013-08-20

51 KB

24 чел.

56. Искусственная  анизотропия,  создаваемая в результате механического   деформирования, воздействия электрического (эффекты Керра и Поккельса) и магнитного (эффект Коттона -  Мутона) поля. Естественная и искусственная (эффект Фарадея) оптическая активность

Среды, в которых скорость распространения света в различных направлениях неодинакова, называют оптически анизотропными. Анизотропия свойств вещества обусловлена его внутренним строением. Различают естественную и искусственную анизотропию.

Искусственная анизотропия среды может быть обусловлена действием механических сил, электрического или магнитного поля.

При механическом воздействии на изотропную среду внешней силы F (рисунок 1) она становится подобной одноосному кристаллу.

При этом оптическая ось параллельна направлению механического воздействия, а величина анизотропии пропорциональна давлению: , где k – константа, зависящая от свойств среды. Разность фаз, которую приобретают о- и е-волны, прошедшие пластинку толщины d, равна

,

где  - новая константа. В зависимости от рода вещества она может быть положительной или отрицательной. Кроме того, она зависит от длины волны. На явлении искусственной анизотропии, обусловленной наличием механических напряжений в материале, основан метод фотоупругости.

В 1875 г. был открыт эффект Керра – возникновение двулучепреломления под действием электрического поля (рисунок 2.

 Разность показателей преломления обыкновенной и необыкновенной волн пропорциональна квадрату напряженности Е электрического поля, и разность фаз определяется выражением: , где В – постоянная Керра, зависящая от рода вещества, d – толщина слоя вещества. Явление Керра (квадратичный электрооптический эффект) объясняется ориентирующим действием внешнего электрического поля на анизотропные молекулы жидкости. Такое действие может быть обусловлено или наличием у молекул постоянного электрического момента (дипольные молекулы), или дипольным моментом, приобретаемым во внешнем электрическом поле.

 Для кристаллов-пьезоэлектриков наблюдается линейный электрооптический эффект (эффект Поккельса). Открытый в 1894 г. немецким физиком Поккельсом, он долгое время не исследовался, главным образом, потому, что для достижения заметного эффекта требуются высокие напряжения (десятки и сотни киловольт). В этом эффекте величина искусственной анизотропии кристалла пропорфиональна первой степени напряженности внешнего электрического поля.  В настоящее время в лазерной технике широко используются элементы управления когерентным оптическим излучением лазеров, основанные на эффекте Поккельса. В частности, такие элементы используются для прерывания пучков (затворы),  модуляции их характеристик, для изготовления сканирующих и отклоняющих элементов в лазерной технике.

 В изотропном веществе, помещенном в достаточно сильное магнитное поле, напряженность которого перпендикулярна направлению распространения монохроматического света, возникает эффект Коттона – Мутона (фр. физики), состоящий в возникновении искусственной анизотропии, пропорциональной квадрату напряженности магнитного поля: , где Н – напряженность магнитного поля. Постоянная Коттона – Мутона С обратно пропорциональна абсолютной температуре вещества. Аномально большие значения С имеет для жидких кристаллов и коллоидных растворов. Изучая эффект Коттона –Мутона, можно получить информацию о структуре молекул, образовании межмолекулярных агрегатов и подвижности молекул.

При прохождении оптического излучения через некоторые вещества (кристаллы, растворы) наблюдается вращение направления поляризации линейно поляризованного света. Это явление называют естественной оптической активностью. По теории Френеля, это явление обусловлено тем, что в веществе происходит циркулярное двулучепреломление, и лево- и правоциркулярно поляризованные волны распространяются в среде в одном направлении, но с разными скоростями. Направление поворота (по или против часовой стрелки) зависит от того, у какой волны скорость больше. Различают право- и левовращающие вещества.

Угол поворота плоскости поляризации:

- для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей ;

- для оптически активных растворов ,

где  – длина пути, пройденного светом в среде, α и – удельное вращение кристалла и растворённого вещества соответственно; с – массовая концентрация оптически активного вещества в растворе.

Под действием внешнего магнитного поля, индукция которого направлена вдоль направления распространения света возникает искусственная оптическая активность (эффект Фарадея). Угол поворота плоскости поляризации ,

где  – постоянная Верде, зависящая от рода вещества; d – длина пути, пройденного светом в веществе, находящемся в магнитном поле напряженности Н. Характерной чертой эффекта Фарадея является то, что направление вращения плоскости поляризации не изменяется при изменении направления распространения света на противоположное – эффект накапливается при многократном прохождении света через кристалл или кювету с раствором.


+

F

Поляризатор

Анализатор

Пластинка, изотропная в отсутствие воздействия

Рисунок 1 – Схема наблюдения анизотропии, обусловленной механическим воздействием

Кювета с нитробензолом

Рисунок 2 – Схема наблюдения эффекта Керра


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27645. Электрическое торможение асинхронных двигателей 185.35 KB
  Основные сведения о способах торможения асинхронных двигателей Рекуперативное торможение при спуске тяжелого груза Рекуперативное торможение при переходе с большей скорости на меньшую
27646. Понятие оконченного преступления. Зависимости момента окончания преступления от конструкции его состава. Момент окончания длящихся и продолжаемых преступлений 25.5 KB
  Понятие оконченного преступления. Зависимости момента окончания преступления от конструкции его состава. деяние которое содержит все признаки состава того преступления на совершение которого был направлен умысел виновного. Наличие оконченного преступления определяется в первую очередь тем что его объективная и субъективная стороны получили полную реализацию.
27647. Понятие состава преступления и его значение в уголовном праве. Элементы, основные и факультативные признаки состава преступления. Соотношение преступления и его состава. Виды составов преступлений 34.5 KB
  Элементы основные и факультативные признаки состава преступления. Соотношение преступления и его состава. Состав преступления это совокупность объективных и субъективных признаков закрепленных в уголовном законе которые характеризуют общественно опасное деяние как конкретное преступление.
27648. Побег из мест лишения свободы, из-под ареста или из-под стражи (ст. 313 УК), его отличие от уклонения от отбывания лишения свободы (ст. 314 УК) 27 KB
  Побег из мест лишения свободы изпод ареста или изпод стражи ст. 313 УК его отличие от уклонения от отбывания лишения свободы ст. Побег из мест лишения свободы или из под ареста или из при стражи ст.313 его отличие от уклонения отбывания лишения свободы ст.
27650. Подделка, изготовление или сбыт поддельных документов, государственных наград, штампов, печатей, бланков (ст.327 УК). Отличие данного преступления от служебного подлога (ст. 292 УК) 37 KB
  Бланк лист бумаги с оттиском углового или центрального штампа либо с напечатанным любым способом текстом штампа либо иным текстом текстом и рисунком используемый для составления документа бланк лицензии паспорта удостоверения анкеты заявления и т.1 имеет альтернативный характер: подделка удостоверения или иного официального документа предоставляющих права или освобождающих от обязанностей государственной награды штампа печати или бланка в целях использования указанных предметов; сбыт поддельного документа поддельных...
27652. Объект (непосредственный) 290-порядок функционирования гос. органов и органов местного самоуправления и муниципальных учреждений; 204-интересы службы в негосудар. организациях 106.5 KB
  Особо квалифицирующие признаки деяния совершены: группой лиц по предварительному сговору или организованной группой; с вымогательством взятки; в крупном размере. Различия по объекту преступления В коммерческом подкупе преступление против коммерческой организации в получении взятки преступление против гос. Дача взятки состоит в незаконном вручения передаче материальных ценностей или предоставлении выгод имущественного характера должностному лицу лично или через посредника за совершение действий бездействия входящих в служебные...
27653. Понятие вымогательства (ст. 163 УК), его объект и момент окончания. Отличие вымогательства от насильственного грабежа и разбоя. Обстоятельства, отягчающие совершение этого преступления 43.5 KB
  Отличие вымогательства от насильственного грабежа и разбоя. Отличие вымогательства от самоуправства ст. Вымогательство: Объект вымогательства: отношения собственности и личности.