Кристалл распространение света в нем

При изучении распространения света в анизотропной среде нами были введены четыре вспомогательных поверхности — лучевой эллипсоид и оптическая индикатриса, лучевая поверхность и поверхность нормалей. Если нам известна форма одной из этих поверхностей, то путем соответствующих преобразований можно определить форму любой другой. Отметим, что при помощи оптической индикатрисы удается особенно просто рассмотреть оптические свойства кристалла. [c.258]

Будем считать ц - 1, т.е. В = Н, что соответствует опытным данным по распространению света в кристаллах. Тогда уравнения Максвелла примут вид [c.125]

Мы уже ознакомились с важнейшими фактами, характеризующими распространение света в кристаллах. Основное отличие кристаллической среды от сред, подобных стеклу или воде, состоит в явлении двойного лучепреломления, обусловленном, как мы видели, различием скорости распространения света в кристалле для двух световых волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях. С этой особенностью связано и различие в скорости распространения света по разным направлениям в кристалле, т. е. оптическая анизотропия кристаллической среды. Обычно, если среда анизотропна по отношению к одному какому-либо ее свойству, то она анизотропна и по другим свойствам. Однако можно указать случаи, когда среда может рассматриваться как изотропная в одном классе явлений и оказывается анизотропной в другом. Так, кристалл каменной соли обнаруживает изотропию оптических свойств, но механические свойства его вдоль ребра и диагонали различны. [c.495]

Две скорости (q и q" или v и v"), характеризующие распространение света по какому-либо направлению в кристалле, равно как и направления колебаний соответствующих векторов D или ). можно найти при помощи простых правил. Правила эти, так же как и все решение задачи о распространении света в кристаллах, были впервые указаны Френелем, и применительно к электромагнитной теории света их можно сформулировать следующим образом. [c.501]

Экспериментальные данные о распространении света в одноосных кристаллах [c.512]

После общих соображений, изложенных в предыдущих параграфах, рассмотрим более детально характер распространения света в одноосном кристалле, опираясь на данные наблюдения. Так как мы наблюдаем непосредственно за поведением луча (а не нормали к волне), то выводы наши относятся к лучевой поверхности. Для целей такого рассмотрения заставим свет проходить не через естественный кристалл, а через пластинки исландского шпата, вырезанные определенным образом относительно оси. [c.512]

Здесь введены обозначения аж=с/Уех, ау — с1 гу, йг= = с/Уб7, которые называются главными скоростями распространения света в кристалле. Уравнение (17.14) называется уравнением Френеля для фазовой скорости света в кристалле. [c.44]

Для обыкновенного луча показатель преломления По не зависит от направления распространения света в кристалле. Для необыкновенного луча показатель преломления По зависит от направления распространения света в кристалле. Для лучевых поверхностей получаем соответственно сферу и эллипсоид. Точки соприкосновения этих поверхностей лежат на оптической оси. В двуосных кристаллах оба луча необыкновенные. [c.47]

Рассмотрим некоторые случаи преломления света в одноосных кристаллах. При анализе будем пользоваться принципом Гюйгенса (см. 2.4) —простым и в то же время достаточно эффективным способом изучения распространения света в анизотропных средах. Поверхности, фигурирующие в построении Гюйгенса, есть лучевые поверхности, а не поверхности нормалей. Действительно, по правилу Гюйгенса для получения фронта плоской волны проводят плоскость, касательную к поверхности Гюйгенса. А фронт волны касателен именно к лучевой поверхности И пересекает поверхность нормалей. Таким образом, используя представление о сферической и эллиптической волновых поверхностях, можно найти направления обыкновенного и необыкновенного лучей в одноосных кристаллах. Разберем частные случаи. [c.47]

Вращательная способность характеризуется величиной угла, на который поворачивается плоскость поляризации (p=ad, где ср — угол поворота d — толщина пластинки ос — постоянная вращения, зависящая от длины волны, природы вещества и температуры. Например, для желтых лучей (Х=5890 А) ф = 21,7°, а для фиолетовых (А,=4047 А) ф=48,9°. Опыт показывает, что направление вращения (знак вращения) меняется с изменением направления распространения света. Поэтому, если поляризованный свет, прошедший через кристалл, отражается от зеркала и вторично проходит через тот же кри- [c.71]

Генерация оптических гармоник эс[х )ективно осуш,е-ствляется только для лазерного излучения. Здесь важна уже подчеркивавшаяся выше когерентность излучения, так как именно благодаря ей возможна сильная концентрация световой мощности в определенном направлении в пространстве и с определенной частотой. Обратим внимание в связи с этим на то, что условие синхронизма относится всякий раз к определенной частоте и определенным направлениям распространения света в данном кристалле. [c.235]

Максимальное искусственное двулучепреломление, образующееся при распространении света вдоль оси кристалла z, определяется выражением [c.769]

В более обш,их случаях —таких, как движение электрона в магнитном поле, неконсервативные системы, релятивистская механика, распространение света в кристаллах — уже нет пропорциональности элемента ds внутренней геометрии и обычного элемента rfs. Ортогональность траекторий и волновых поверхностей сохраняется поэтому лишь в особом внутреннем смысле. [c.328]

Как мы видели, обобщая принцип Ферма, Гамильтон рассматривал v не только как функцию координат тонких, и но и как функцию от а, (направляющих косинусов луча по отношению к некоторой особой системе осей кристалла). Это дало ему возможность подойти к проблеме распространения света в двухосных кристаллах. Исследуя волновую поверхность в двухосных кристаллах, Гамильтон дал ясную картину ее геометрической формы и открыл существование четырех плоскостей, касающихся ее вдоль конических сечений. [c.816]

Скорость распространения света в кристаллах зависит от направления луча и от направления колебаний в этом луче, т. е. от поляризации. Поэтому в кристаллах наблюдается явление двойного лучепреломления. Луч, падающий на кристалл, разделяется на два луча, поляризованные в двух главных направлениях пластинки (по ее кристаллической оси и перпендикулярно этой оси) и распространяющиеся с разными скоростями. Пройдя через пластинку, лучи сдвинутся по фазе и будут различны по [c.228]

Характер н величина Д. в кристаллах зависят от симметрии кристалла и направления распространения света. В кристаллах есть выделенные направления (оптич. оси), по к-рым свет определ. поляризации рас- [c.693]

Сталлов), а также в одноосных кристаллах при распространении света вдоль гл. осей 3-, 4- и 6-го порядков [c.343]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ОДНООСНЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.95]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ДВУОСНЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.100]

Изменение оптических характеристик кристалла под действием внешнего электрического поля называется электрооптическим эффектом Поккельса. В одноосном кристалле распространение света вдоль оптической оси происходит с одной и той же фазовой скоростью Vo = fno независимо от направления его поляризации. Если кристалл не обладает центром симметрии, то при приложении внешнего электрического поля вдоль этой оси фазовые скорости волн с ортогональными направлениями поляризации становятся различными. В отличие от эффекта Керра, квадратичного по напряженности внешнего электрического поля, в электрооптическом эффекте разность фазовых скоростей таких волн пропорциональна напряженности поля линейный эффект Поккельса). Безынерцион-ность эффекта Поккельса позволяет широко использовать его для создания быстродействующих оптических затворов и высокочастотных модуляторов света. Вырезанная перпендикулярно оптической оси пластинка кристалла KDP (дигидрофосфата калия) помещается между скрещенными поляризаторами. Интенсивность света, пропускаемого такой ячейкой Поккельса, зависит от приложенного напряжения U по закону / sin [jit//(2[/x/2)], где Uk/2 — минимальное напряжение, при котором сдвиг фаз волн с ортогональными поляризациями равен л (для KDP t/x/2 8 кВ). [c.199]

Волновая (лучевая) поверхность. Изучение распространения световой волны в анизотропной среде может быть, как мы видели, в равной мере осуш,ествлепо, исходя как из скоростей по лучу, так и 3 скоростей по нормали. Знание значений лучевых скоростей и скоростей по нормали по всем направлениям в кристалле позволяет построить вспомогательные поверхности, характеризуюш,ие распространение света в данном кристалле. [c.257]

Пусть из некоторой точки внутри кристалла распространяется свет по разным направлениям. Если по любому выбранному направлению отложить из этой точки отрезки, равные Vst и v st (где t — время распространения света внутри кристалла, us и ws — лучевые скорости по данному направлению), то геометрические места концов этих отрезков для разных направлений образуют двухполостную, так называемую лучевую, поверхность. Она, вообш,е говоря, имеет сложный вид, и поэтому ее рассмотрение производят в основном по трем ее главным сечениям, нормальным к главным осям лучевого эллипсоида. Двухполостная лучевая поверхность обладает в общем случае четырьмя точками встречи внешней и внутренней полости. Две прямые линии, соединяющие эти четыре точки попарно и расположенные симметрично относительно главных направлений кристалла (рис. 10.8), обладают особым свойством — вдоль каждого из них свет распространяется с единственной для данного направления лучевой скоростью. Эти две линии являются оптическими осями первого рода. [c.257]

В заключение вернемся к качественной характеристике природы явлений, приводящих к возникновению двойного лучепреломления и других особенностей распространения света в кристаллах. Очевидно, что анизотропия среды служит тем основным физическим свойством, которое и обусловило рассмотренные экспериментальные факты. Но, по-видимому, следует говорить об анизотропии как о каком-то интегральном эффекте, связанном с упорядоченным расположением молекул, а не об асимметрии самих молекул, которая должна усредниться при их хаотичном расположении и в общем случае не может привести к возникновению преимущественных направлений в изучаемом веществе. [c.120]

Обычно в учебниках встречается утверждение, что законы преломления не приложимы к необыкновенному лучу в одноосном кристалле и к обоим лучам в двуосном. Это — правильное утверждение, но оно имеет чисто отрицательный характер, показывая, что простое построение, предписываемое законом преломления, не при-ложимо к решению задачи о направлении распространения светового луча. Если взамен не дается никаких правил, то решение даже весьма простых вопросов кристаллооптики оказывается затруднительным. Между тем существует гораздо более общий прием отыскания направления распространения преломленной световой волны, а именно, построение, основанное на принципе Гюйгенса, следствием которого для изотропной среды является закон преломления Декарта — Снеллия. Напомним, что сам Гюйгенс рассматривал при по.мо-щн этого приема вопрос о распространении света в двоякопрелом-ляющих телах (исландский шпат) и получил крайне важные результаты. Применение построения Гюйгенса является простым и действенным средством для разбора вопроса о распространении света в анизотропных средах. Поверхность, фигурирующая в построении Гюйгенса, есть, очевидно, лучевая поверхность, а не поверхность нормалей. Действительно, по правилу Гюйгенса для получения фронта (плоской) волны проводят плоскость, касательную к поверхности Гюйгенса. А фронт волны тсателен именно к лучевой поверхности (рис. 26.11, а) и пересекает поверхность нормалей (рис. 26.11, б). [c.509]

Опыт показывает, что распад фотона мощной волны происходит и в отсутствие волн 1,2,1. е. самопроизвольно, спонтанно. Схема эксперимента показана на рис. 41.12. Параллельный пучок лазерного света, например от аргонового лазера ( , = 0,5 мкм), пддает на кристалл ниобата лития. Выходящее из него излучение наблюдается на экране ЕЕ, расположенном в фокальной плоскости линзы Ь, так что окружности радиуса Е в плоскости экрана отвечает угол 6 = ar tg Е11) между осью системы и направлением распространения света, выходящего из кристалла. В отсутствие кристалла на экране видна только одна яркая точка, соответствующая фокусировке лазерного пучка. В присутствии кристалла освещенной оказывается область экрана в виде круга с угловыми размерами порядка 10°, как схематически показано в правой части рис. 41.12. Центр [c.851]

Распространение света в анизотропных средах имеет ряд особенностей. Известно, что анизотропная среда характеризуется различными свойствами по разным направлениям. Возможна анизотропия любых свойств — механических, электрических, упругих, оптических и т. п. Анизотропия свойств всегда тесно связана с анизотропией строения вещества и часто встречается в разнообразных объектах как природного, так II искусственного происхождения. Мы рассмотрим оптическую анизотропию, т. е. различие оптичес кнх свойств по разным направлениям,. которое наиболее ярко проявляется в кристаллических средах. Распространение света в кристаллах изучает кристаллооптика. Теория и экспериментальные методы кристаллооптики применимы и к анизотропным веществам, не обладающим кристаллической структурой. [c.30]

Поляризационные явления в одноосных кристаллах. Оптическая ось одноосного кристалла характеризует направление, при распространении в котором луч света ведет себя как в изотропной среде, т. е. распространяется в среде П1ЭИ любой поляризации с одной и той же скоростью (при данной частоте). Однако при неколли-неарности луча и оси одноосного кристалла ситуация существенно изменяется. Через луч, направленный под углом к оптической оси, и оптическую ось можно провести плоскость, называемую главной (рис. 18). В этом направлении возможными являются лишь лучи света, вектор напряженности электрического поля которых колеблется либо в главной плоскости ( необыкновенный луч), либо перпендикулярно главной плоскости ( обыкновенный луч). Скорость необыкновенного луча зависит от угла между лучом и оптической осью скорость обыкновенного луча одинакова по всем направлениям (поэтому он и называется обыкновенным). Если луч света падает на плоскую поверхность одноосного кристалла, вырезанного параллельно оптической оси по нормали к поверхности (рис. 19), то в кристалле распространяются два пространственно совпадающих луча с взаимно перпендикулярными направлениями линейной поляризации. При угле падения, отличном от нуля (рис. 20), происходит преломление каждого из лучей в соответствии со скоростью распространения света в кристалле, т. е. при показателе преломления п = /v, где с-скорость света в вакууме, у-скорость света в кристалле. Поэтому после преломления обыкновенный и необыкновенный лучи имеют различные направления и начинают пространственно разделяться, т.е. падающий луч испытывает [c.34]

Дифракция гамма-лучей, иойгропоь, электронов описывается в основном теми же закономерностями, что и Д. р. л., однако для каждого типа излучения имеются специфич. особенности, определяемые величиной взаимодействия и длиной волны излучения (см. Дифракция частиц, Дифракция электропов. Дифракция нейтронов). Динамич. дифракция может наблюдаться и в оптич. диапазоне, папр. при распространении света в холестерических [10] и коллоидных жидких кристаллах- [c.674]

Существует много способов М. с. на основе физ. аффектов (алектрооптический, магнитооптический, упругооптический и др.), возникающих при распространении света в разл. средах. Для такой М. с. применяют управляемый двулучепреломляющий элемент из материала, обладающего естественной или наведённой анизотропией. Внеш. управляющее поле (напр., электрическое или поле упругих напряжений) приводит к изменению оптич. характеристик среды. В широко распространённых модуляторах на основе Покпельса эффекта фазовый сдвиг между обыкновенным и необыкновенным лучами линейно зависит от величины напряжённости электрич. ноля, а в модуляторах на основе Керра эффекта — зависимость квадратичная. Для получения амплитудной М. с. электрооптич. вещество обычно помещают между скрещенными поляризаторами. Важным свойством электрооптич. эффекта является его малая инерционность, позволяющая осуществлять М, с. вплоть до частот 10 Гц. В электрооптич. модуляторах ослабление модулирующего сигнала не зависит от интенсивности модулируемого света, и потому для увеличения глубины модуляции используют многократное прохождение света через один и тот же модулирующий кристалл. Примером может служить модулятор на основе интерферометра Фабри — Перо, заполненного электрооптич. средой. [c.184]

П. э, существует в средах, лишённых центральной симметрии, называемых пьезоэлектриками. Симметрия кристаллов накладывает определённые ограничения на постоянные Поккельса, часть из них обращается в нуль, нек-рые могут оказаться равными между собой. Материал считается обладающим значит, электрооптнч. эффекто.м, если его коэф. порядка 10" 10"> см/В. Поэтому при обычных внеш. полях 10 В/см линейное изменение показателя преломления составляет Это означает, что существенные изменения оптич. длины под действием П. э. могут быть получены только в тех случаях, когда длина кристалла в направлении распространения света в 10 раз превышает длину волны света. [c.6]

Существует много веществ, оптические свойства которых зависят как от направления распространения, так и от поляризации световых волн. К оптически анизотропным материалам относятся кристаллы, например кальцит, кварц и KDP, а также жидкие кристаллы. Эти материалы характеризуются многими необычными оптическими свойствами, такими, как двойное лучепреломление, оптическое вращение плоскости поляризации, поляризационные эффекты, коническая рефракция, электрооптические и акустооптические эффекты. Анизотропные кристаллы используются во многих оптических устройствах, например в призменных поляризаторах, поляризационных пластинах и в двулучепреломляющих фильтрах. Анизотропные нелинейные вещества используются также для достижения фазового синхронизма при генерации второй гармоники. Таким образом, очевидно, сколь важным для практического применения этих свойств является четкое представление о процессе распространения света в анизотропных средах. Данная глава целиком посвящена изучению распространения электромагнитного излучения в этих средах. [c.78]

В случае распространения света в одноосных кристаллах показатели преломления можно также определить непосредственно из уравнения (4.5.1). Подставим в это уравнение = п(и/с)со5в, = О, к = [(ш/с)л] - к . Тогда, приравнивая первый множитель нулю, получаем уравнение (4.6.4), а приравнивая нулю второй множитель, имеем обыкновенный показатель преломления п . Направление поляризации для необыкновенной волны электрического поля определяется из (4 2.9) [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...