Эфект Кера. Штучная аптычная анізатрапіі

Эфект Кера ўяўляе сукупнасць трох з'яў. Прычым першае і трэцяе з'явы ў 1875 годзе адкрыў Дж. Кэр. Гэта так званы электрооптический эфект. У 1876 годзе гэты ж вучоны адкрыў магнитооптический эфект. У выніку быў выяўлены такі эфект, які стаў аналагічны электрооптическому. Ён паводзіў сябе ў моцных аптычных палях практычна гэтак жа. Яго сталі называць аптычным.

Класіфікацыя

Эфект Кера падзяляецца на два выгляду:

• магнитооптический;
• светооптический.

Разгледзім кожны з іх больш падрабязна.

Электрооптический эфект

Любая ізатропнай (газ, вадкасць або шкло) аптычна асяроддзе, якая папярэдне была змешчана ў зону электрычнага поля, пераўтворыцца ў анизотропную сераду, якая валодае ўласцівасцямі аднавосевы крышталя. Пры гэтым варта ўлічыць асаблівасці. Вось оптыкі такога крышталя мае падоўжнае кірунак. Іншымі словамі, размешчана яна ўздоўж электрычнага поля.

Для таго каб выявіць эфект Кера, неабходна прапусціць праз палярызатар (да прыкладу, гэта можа быць прызма Нікаля) паток манахраматычнага святла. Пасля чаго накіраваць яго ў зону плоскага кандэнсатара, запоўненага ізатропным рэчывам.

Функцыя палярызатара заключаецца ў пераўтварэнні натуральным шляхам палярызаванага святла ў пучок, але ўжо лінейным чынам.

Што будзе, калі змяніць умовы? Калі да кандэнсатара не падлучанае напружанне, то, адпаведна, палярызацыя пучка святла застаецца той жа самай, а сам светлавы паток згасае ў другі прызме Нікаля. Мае значэнне і размяшчэнне элементаў. Прызма Нікаля разгорнута пад прамым вуглом да першай, то ёсць яны перпендыкулярныя адзін аднаму. Ўлічваецца каэфіцыент праламлення.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

Калі ж напружанне падключана, то якая прайшла працэс лінейнай палярызацыі светлавая хваля дзеліцца, у сваю чаргу, на дзве складнікі часткі. Яны аказваюцца палярызаванымі падоўжна арыентаванай незвычайнай хвалі. Пры гэтым абедзве часткі знаходзяцца пад кутом 90 да звычайнай хвалі, але рухаюцца з рознымі хуткасцямі.

Гэта забяспечвае рознасць фаз вагальных рухаў хвалі, як звычайнай, так і незвычайнай. Таму сумарны (выніковы) паток святла часткова праходзіць праз анализаторный апарат. Ён становіцца палярызаваным, эліптычных чынам.

Што будзе, калі ж у прамежак паміж размешчанымі побач анализаторным прыладай і ўсталяванай ячэйкай Кера змясціць кампенсатар? Таксама магчыма дамагчыся эфекту поўнага пагашэння светлавога патоку дзеяннем аналізатара. Гэта адбываецца ў выніку таго, што кампенсатар пераўтворыць эліптычную светлавую палярызацыі ў лінейна-палярызацыйную хвалю. Што такое штучная аптычная анізатрапіі? Пра гэта пагаворым далей.

Тлумачэнне гэтага ўласцівасці

Было прапанавана спачатку ў 1910 годзе Ланжевеном, а затым у 1918 годзе Борнам. Пры гэтым даследаванні не залежалі адзін ад аднаго. Іх меркаванне заключаецца ў тым, што сваімі намаганнямі электрычнае поле імкнецца разгарнуць дробныя малекулы рэчываў такім чынам, каб іх моманты напрамкі (электрычныя і дыпольныя) сталі арыентаваныя ўздоўж напрамкі электрычнага поля Е. Акрамя таго, знаходзячыся ў межах электрычнага поля, моманты малекул не толькі здзяйсняюць павароты свайго кірунку, але і ў іх адначасова ўзнікаюць дадатковыя дыпольныя моманты. Так, напрыклад, у малекулах газу пры адсутнасці такога электрычнага поля іх няма.

Як уплывае на гэта каэфіцыент праламлення?

У выніку фармуюцца розна накіраваныя (у напрамку ўздоўж і папярок) патокі светлавых прамянёў.

Неабходна адзначыць, што з павышэннем тэмпературы, працэс змены кірунку запавольваецца, так як выяўлена перашкаджае ўплыў цеплавога руху на арыентацыю атамаў і малекул.

Таму, пастаянна вымераючы значэнні выкарыстоўваюцца велічынь, можна ўсталяваць эллипсоидную палярызацыю оптыкі. Таксама гэта дазваляе выявіць структурныя складнікі гэтых малекул і атамных часціц.

Акрамя таго, эфект Кера будзе яшчэ залежаць і ад іншых паказчыкаў. У першую чаргу, гэта хуткасць пераарыентацыі малекулярных і атамных часціц. Вядома, што такі паказчык нізкамалекулярных вадкасці мае досыць вялікая лікавае значэнне. Вось што такое квадратычнай электрооптический эфект.

Магнітна-аптычны эфект

Магнітна-аптычны эфект ўяўляе сабой адно з асноўных уласцівасцяў магнитооптики. Іншымі словамі, ён адлюстроўвае вынік дзеяння намагнічаныя асяроддзя на такія ўласцівасці светлавога пучка, як ступень яго інтэнсіўнасці і здольнасць да палярызацыі. Пры гэтым святло павінен быць адлюстраваным ад усёй паверхні асяроддзя.

Гэты эфект быў апісаны Керром ў 1876 годзе пры правядзенні эксперыменту з выкарыстаннем адлюстраванага святла ад загадзя адпаліраванай паверхні магніта.

У чым яго сутнасць? Яна заключаецца ў тым, што адбываецца ператварэнне плоскоориентированного палярызаванага пучка святла ад паверхні ферромагнетика, папярэдне намагнічанага, у палярызаванае, але ўжо ў выглядзе эліпса.

Што пры гэтым адбываецца? У гэты ж час найбольшая восевая складнікпалярызаванага эліпса адхіляецца ад плоскасці палярызацыі падальнага светлавога пучка прамяня на некаторы кут.

Значэнне гэтага адкрыцця і яго прымяненне

На самай справе менавіта трэці адкрыты Керром магнітна-аптычны эфект у поўным аб'ёме выкарыстоўваецца для даследавання і вывучэння электронных структур тых металаў і сплаваў, якія валодаюць ферромагнетическими ўласцівасцямі. Гэтыя рэчывы здольныя прыцягваць прадметы пэўнага складу. Прасцей кажучы, гэта простыя магніты. Таксама можа быць ужыты для вызначэння асновы (даменнай) ферромагнетиков і складнікаў самага павярхоўна размешчанага пласта адпаліраванага металічнага прадмета.

Вызначаюцца ўзаемасувязі паміж велічыней эфекту Кера і асноўных уласцівасцяў, якія характарызуюць аптычную сістэму, якія знаходзіліся цесным кантакце з прылеглай паверхняй магнетика доследнай асяроддзя. Так, напрыклад, павелічэнне значэння эфекту магчыма пры нанясенні на верхні пласт дыэлектрыка. Акрамя гэтага, мы таксама можам дамагчыся і фарміравання больш выразна выяўленай карціны даследаванні.

Закон

Закон Кера выглядае наступным чынам:

N_E − n_O = Bλ₀E²,

дзе:

λ₀ — даўжыня хвалі святла ў вакууме ;

B — пастаянная Кера, якая залежыць ад прыроды рэчывы, даўжыні хваліλ₀ і тэмпературы.

Для большасці рэчываў B > 0.

На чым заснавана штучная аптычная анізатрапіі?

Падвойным лучепреломление можа быць у натуральных анизотропных асяроддзях. Маюцца, аднак, розныя метады яе атрымання.

Аптычна ізатропнай рэчывы ператвараюцца ў аптычна анизотропные, калі на іх дзейнічае:

• аднабаковае сціск або расцяжэнне (крышталі кубічнай сістэмы, шкла і інш.);
• электрычнае поле (эфект Кера, вадкасць, аморфнае цела, газ);
• магнітнае поле (вадкасць, шкло, коллоид).

У пералічаных выпадках рэчыва становіцца одноосным крышталем, аптычная вось пачынае супадаць з дэфармацыяй, электрычным або магнітным полем.