ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Двойное преломление в электрическом и магнитном полях из "Общий курс физики Оптика Т 4 " Электрооптический эффект Керра состоит в том, что многие изотропные тела при введении в постоянное электрическое поле становятся оптически анизотропными. Они начинают вести себя подобно одноосным двупреломляющим кристаллам, оптическая ось которых параллельна приложенному электрическому полю. [c.551] Небольшим изменением описанного Рис. ЗОЭ. [c.552] Вещество Темпе- ратура, °С Постоянная Керра В, СГСЭ-ед. Вещество Темпе- ратура, Постоянная Керра В, СГСЭ-ед. [c.553] Чтобы составить представление о порядке величины эффекта Керра, приведем следующий пример. Пусть расстояние между пластинами конденсатора Керра равно 1 мм, а напряжение между ними 1500 В, так что = 15000 В/см = 50 СГСЭ-ед. Если кон--денсатор заполнен жидким нитробензолом, то при / = 5 см ввзник- шая разность фаз будет ф = я/2. Такой конденсатор может служить пластинкой ХМ. Нетрудно обнаружить и значительно мгньшие разности фаз. Поэтому эффект Керра в нитробензоле находит широкие технические применения. [c.554] Явление Керра объясняется анизотропией самих молекул. Количественная теория для газов была развита Ланжевеном (1872— 1946) в 1910 г. В ней анизотропия молекулы характеризовалась только тензором поляризуемости. В отсутствие электрического поля анизотропные молекулы ориентированы в пространстве хаотически, так что среда в Целом макроскопически изотропна. При наложении внешнего электрического поля молекулы преимущественно ориентируются осями наибольшей поляризуемости вдоль поля, вследствие чего среда становится анизотропной. В общем случае произвольного тензора поляризуемости вычисления очень громоздки. Однако сущность теории и ее основные результаты, по крайней мере качественно, можно передать, предполагая, что молекулы полностью анизотропны, что очень сильно упрощает вычисления. Это и делается ниже. Полностью анизотропной называется такая, молекула, внутри которой электрические заряды могут смещаться только в определенном направлении, называемом осью молекулы. Моделью такой молекулы может служить палочка, вдоль которой и может происходить смещение зарядов ). [c.554] При проведении расчета (подчеркнем это еще раз) надо соблюдать осторожность, чтобы не спутать внешнее поле с полем Е электромагнитной волны, которое предполагается монохроматическим. Роль постоянного поля о сводится к созданию в среде определенного распределения молекул по их направлениям в пространстве. Переменное же поле Е создает в ней переменную электрическую поляризацию Р, определяющую показатели преломления электромагнитной волны. [c.555] Это соотношение, как показали тщательные измерения, хорошо выполняется для большинства веществ. [c.556] Оказалось,. что в недипольных жидкостях постоянные Керра в обоих случаях практически совпадают. В дипольных жидкостях при переходе от статического поля к переменному полю лазерного излучения постоянная Керра уменьшается. Так, в случае нитробензола она уменьшается приблизительно в 100 раз. [c.559] ОНИ также будут приближать оси наибольшей поляризуемости молекул к тому же направлению внешнего поля. Действительно, в отличие от вектора, у оси наибольшей поляризуемости нет одностороннего направления, оба направления ее совершенно эквивалентны. Не имеет никакого значения, каким концом эта ось приближается к направлению вектора Е . Таким образом, эффекты ориентации осей наибольшей поляризуемости в соседние половины периода, несмотря на противоположные направления векторов Е в эти полупериоды, будут складываться, а не вычитаться. Хотя за каждый полупериод ориентация и ничтожна, благодаря такому сложению за время релаксации анизотропии Tq возникает достаточная ориентация, чтобы вызвать двойное преломление. [c.561] Таким образом, механизм возникновения двойного преломления в переменных полях высокой частоты — такой же, какой принимается в теории Ланжевена. [c.561] Вернуться к основной статье