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

26425. Язык — linqua 26 KB
  Различают корень языка radix linguae расположенный на уровне последних коренных зубов. Корень переходит в тело языка corpus linquae тело в верхушку apex linquae рис. Корень языка закреплен на подъязычной кости. Средняя и две боковые язычнонадгортанные складки слизистой оболочки plica glossoepigloltica соединяют корень языка с надгортанником.
26426. Носовая полость (cavum nasi) 22 KB
  В носовой полости находятся лабиринт решётчатой кости и носовые раковины две или три. Функционально вся носовая полость подразделяется на две части: преддверие сообщается с конъюнктивальным мешком глаза через слёзноносовой проток и собственно носовую полость в которой выделяют обонятельную верхнюю и дыхательную нижнюю области. С носовой полостью связаны придаточные носовые пазухи синусы расположенные в верхней челюсти sinus maxillaris лобной кости sinus frontalis в нёбной sinus palatinus и клиновидной sinus sphenoidalis...
26427. Область крылонёбной ямки 20 KB
  В ней находятся 3 отверстия: верхнее в челюстное для в челюстной артерии и нерва сообщается с подглазничным отверстием образуя подглазничный канал. Среднее клинонёбное для клинонёбной артерии и нерва сообщается с носовой полостью. Нижнее нёбное заднее для большой нёбной артерии и нерва сообщается с большим нёбным на твёрдом нёбе. здесь находится крупный сосудистонервный пучок: ветви в челюстного нерва от тройничного и в челюстная артерия и её ветви продолжение наружной сонной клинонёбный парасимпатический узел через который...
26428. Область орбиты 22.5 KB
  Снаружи от лобной кости отходит образуя край орбитального кольца скуловой отросток processus zygomaticus который у лошадей и КРС доходит до скулового отростка височной кости или височного отростка скуловой кости и образует полное кольцо орбиты а у свиней и собак не доходит и образует неполное кольцо. От наружной поверхности чешуи височной кости ответвляется скуловой отросток височной кости proc. zygomaticus os temporale который соединяется с височным отростком скуловой кости proc.
26429. Область холки 19.5 KB
  Иннервация: дорсальные ветви грудных спинномозговых нервов трапециевидный нерв.
26430. Общие закономерности строения организма 21 KB
  Эта закономерность выражается во взаимосвязях основных проявлений жизни реактивность обмен веществ размножение и рос наследственность и изменчивость с условиями внешней среды различный характер внешней среды различные химические и физические свойства среды фактор времени образ жизни борьба за существование. путём гомеостаза поддержания постоянства внутренней среды организма.
26431. Общий план строения нервной системы, значение 19.5 KB
  Она условно подразделяется на отделы: центральный и периферический состоящие из соматических осуществляющих связь с поперечнополосатыми мышцами тела или автономных образований. Вегетативные автономные образования подразделяются на симпатическую осуществляющую связь с гладкими мышцами сосудов и парасимпатическую обеспечивающую связь с гладкими мышцами внутренностей и железами.
26432. Однокамерный желудок 25 KB
  Тело желудка corpus ventriculi изогнуто. Различают большую кривизну желудка curvatura ventriculi major и малую кривизну curvatura ventriculi minor. В области большой кривизны между входной и выходной частями стенку желудка называют донной fundus ventriculi. На малую кривизну желудка с диафрагмы и печени переходит брюшина и образует малый сальник omentum minus.
26433. Опорно-двигательный аппарат (apparatus locomotorius) 20.5 KB
  Все его системы активно участвуют в реализации биомеханического двигательного поведения животных которое складывается из 2 компонентов: статический удержание животного на ногах во время покоя динамический перемещение тела в пространстве локомоция. Костносвязочная и мышечная системы единый биомеханический аппарат а его системы взаимообуславливают друг друга.