Электрическое двойное лучепреломление

Электрическое двойное лучепреломление [c.143]

Двойное лучепреломление в электрическом поле (явление Керра) [c.527]

Наряду со знаменитым явлением Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле, 1846 г.), которое было первым исследованным магнитооптическим эффектом, явление Керра сыграло важную роль в обосновании электромагнитной теории света. В более поздние годы (1930 г. и позже) удалось наблюдать двойное лучепреломление под действием электрического поля в парах и газах. Измерения эти гораздо труднее измерений з жидкостях вследствие малости эффекта, зато теория явления приложима к ним с меньшими оговорками. [c.528]

Рис. 27.2. Схема расположения приборов для наблюдения двойного лучепреломления в электрическом поле.

В. Явление Керра, вызванное электрическим полем мощного импульса света. Выше речь шла о возникновении двойного лучепреломления в изотропной среде под действием постоянного электрического поля. Такое же явление наблюдается и в переменном электрическом и даже в поле световой волны. [c.531]

Таким образом, частичная деполяризация света объясняется анизотропией молекул, т. е. теми же свойствами среды, что и явление двойного лучепреломления в электрическом поле (эффект Керра, см. 152). Открывается возможность установить зависимость между постоянной Керра и величиной деполяризации. Опыт подтвердил эту зависимость. [c.589]

Оба луча, возникающие в кристалле при двойном лучепреломлении, полностью поляризованы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это легко демонстрируется при помощи поляризационных устройств (например, призма Николя или поляроид). Пусть свет после выхода из кристалла падает на какое-либо поляризационное устройство (в этом случае его называют анализатором). Поворачивая анализатор на некоторый угол, гасим первый луч и пропускаем полностью второй, а поворачивая анализатор на угол я/2, полностью пропускаем первый луч и гасим второй. Анализ таких экспериментов показывает, что колебания электрического вектора Е в обыкновенном луче перпендикулярны к главной плоскости, а в необыкновенном луче вектор Е колеблется в главной плоскости (см. рис. 17.1). В остальном свойства обоих лучей при выходе из кристалла ничем не отличаются друг от друга. [c.32]

Рис. 19.2. Схема наблюдения двойного лучепреломления в электрическом поле

Более быстрое включение может быть осуществлено при помощи электрооптических затворов, основанных на эффектах Керра и Поккельса. Используемая для этой цели ячейка Керра представляет собой кювету, заполненную нитробензолом и помещенную между обкладками конденсатора. Иногда конденсатор помещается внутрь кюветы. Если приложить к конденсатору постоянное напряжение, то нитробензол становится двоякопреломляющим. В этом случае показатели преломления вдоль электрического поля п и перпендикулярно полю nj. становятся различными. При падении на ячейку плоскополяризованного луча с плоскостью поляризации под углом 45° к направлению электрического поля в ячейке вследствие двойного лучепреломления происходит разложение луча на два взаимно перпендикулярных, распространяющихся с различными скоростями. По выходе из ячейки лучи имеют некоторую разность фаз ф и, складываясь, образуют эллиптически-поляризованный луч. Эксцентриситет эллипса и его ориентация зависят от ф, значение которой определяется приложенной разностью напряжения V. При определенном напряжении Уц можно достигнуть разности фаз 180°, при этом выходящий луч будет иметь плоскость поляризации, повернутую на 90° по отношению к плоскости поляризации входящего в ячейку луча. [c.30]

В ячейке Поккельса используется изменение оптической анизотропии в кристаллах под влиянием внешнего электрического поля. Луч, распространяющийся вдоль оптической оси кристалла, не испытывает двойного лучепреломления. При приложении электрического поля вдоль оси излучения на выходе кри- [c.30]

В электрическом поле поверхность индикатрисы (трехосного эллипсоида) искажается в общем случае происходит как изменение ее ориентации в пространстве, так и изменение размеров осей эллипсоида (двойного лучепреломления). Уравнение (1.1) принимает вид [c.16]

Двулучепреломление PZN при помещении кристалла в электрическое поле исследовалось в работе [6]. На рис. 3.5 (кривая 1) показана зависимость индуцированного двойного лучепреломления Атг от напряженности электрического поля при комнатной температуре. Известно, что величина двупреломления в сегнетоэлектриках со структурой перовскита пропорциональна квадрату полной поляризации [7]. На начальном участке зависимости Ага = = j E) выполняется квадратичный закон и, следовательно, имеет место линейная зависимость поляризации от поля (кривые 2 и 5). В области полей 7 кВ/см, благодаря переходу неполярных областей в сегнетоэлектриче-ское состояние и увеличению степени ориентации ди- [c.69]

Эффект Поккельса. В некоторых кристаллах при наложении внешнего электрического поля возникает двойное лучепреломление, которого нет в отсутствие поля, причем разность показателей преломления необыкновенного и обыкновенного лучей пропорциональна первой степени напряженности электрического поля. Это явление называется эффектом Поккельса. [c.286]

Обычный свет, проходя через кристалл с двойным лучепреломлением или через стекло с натяжениями, расщепляется на две составляющие, известные под названиями обыкновенного и необыкновенного лучей. Электрические колебания обоих лучей происходят под прямым углом по отношению друг к другу [c.41]

Схема наблюдения эф- Двойное лучепреломление в электрическом поле [c.195]

Двойное лучепреломление в электрическом поле лазерного излучения [c.198]

Рассмотрим механизм образования волновых поверхностей в анизотропной среде. В такой среде от точечного источника распространяются две ортогонально-поляризованные волны.. В случае двухосной среды для обеих волн скорость распространения зависит от направления, так как электрический вектор меняет свою ориентацию относительно оптических осей и волновые поверхности имеют сложную форму. Совокупность волновых поверхностей образована двумя оболочками, пересекающимися между собой в четырех точках, лежащих в воронкообразных углублениях (рис. 2.5.5). Через эти точки и центр проходят две оптические оси, при распространении вдоль которых свет не испытывает двойного лучепреломления. На рис. 2.5.5 изображена только одна из осей 00 двухосного кристалла, а соответственно и одна точка А пересечения оси с волновой поверхностью. [c.85]

Дихроизм и анизотропия поглощения. Рассмотрим среды, обладающие дихроизмом, обусловленным анизотропией поглощения. При прохождении света через такую среду волна испытывает двойное лучепреломление и ортогонально поляризованные компоненты поглощаются в различной степени. Поскольку коэффициент поглощения зависит от длины волны, то различие в поглощении ортогональных компонент приводит к появлению окраски. Если ортогональные компоненты линейно поляризованы, то среда линейно дихроична. Необходимо подчеркнуть, что степень поглощения компоненты зависит от ориентации колебаний электрического вектора относительно выделенного направления. Направление распространения луча не является определяющим. Лучи, имеющие одно и то же направление распространения, поглощаются в разной степени, если различно направление колебаний их электрического вектора. Если же направление колебаний одинаково, то поглощение также одинаково (даже если направление распространения разное). [c.98]

Поток излучения от источника света 1 (ртутная лампа сверхвысокого давления) после конденсора 13 и диафрагмы 12 проходит через сменный светофильтр 2 (максимумы пропускания при 0,436 и 0,546 мкм), поляризатор 3 и исследуемый объект 4. Последний ориентирован так, что направления колебаний в лучах о и е составляют углы 45° с направлением плоскости поляризации поляризатора 3. Выходящий из объекта 4 эллиптически поляризованный свет попадает на пластинку 5, изготовленную из кристалла АОР. Пластина 5 вырезана перпендикулярно оптической оси. Свет, падающий по нормали к ее поверхности, не испытывает затем двойного лучепреломления. При приложении к пластинке 5 переменного электрического поля в направлении, параллельном направлению распространения лучистого потока и оптической оси кристалла АОР, последний становится двухосным новые оптические оси образуют углы 45°, симметричные прежним направлениям оптической оси следовательно, проходящий через пластину 5 свет претерпевает двулучепреломление. Возникающая при этом разность фаз (или разность хода) зависит линейно от напряженности электрического поля. После прохождения объекта 4 свет становится эллиптически поляризованным (рис. 4.5.15,/). При прохождении пластины 5, вследствие колебаний приложенного [c.316]

Как видно, в меняется в очень широких пределах, а иногда имеет и отрицательное значение (т. е. Зависимость В от А для жидкостей с большим электрическим двойным лучепреломлением и с большой оптич. дисперсией хорошо согласуется с ф-лой, выведенной Хевелоком [c.61]

B. A. M a p и H и H, K вопросу o времени релаксации электрического двойного лучепреломления жидкостей, ЖЭТФ, 22, 34 (1952). [c.498]

Из теории Максвелла следует, что свет является поперечной элект )Омагнитной волной — электрический и магпнтиь1н секторы в световой волне колеблются перпендикулярно направлению распространения. Поперечность световых волн была известна, однако, еще до появления элек.тромагп итной тео[)ии Максвелла. Уже в опытах по обнаружению двойного лучепреломления в кристалле исландского [c.224]

Из-за квадратичной зависимости — л,, от Е двойное лучепреломление в электрическом поле ие зависит от 1гаправления поля. [c.290]

Вместе с тем явление Керра нашло за последние годы ряд чрезвычайно важных научных и научно-технических применений, осгю-ванных на способности его протекать практически безынерционно, т. е. следовать за очень быстрыми переменами внешнего поля. Таким образом, и по теоретической, и по практической ценности явление двойного лучепреломления в электрическом поле принадлежит к числу крайне интересных и важных. Как уже упоминалось (см. 2), о желательности постановки подобных опытов писал еще Ломоносов (1756 г.) о неудаче попытки обнаружить, влияет ли электризация на преломляющую способность жидкости, сообщает Юнг (1800 г.) и лишь в 1875 г. были выполнены опыты Керра, надежно установившие явление. Керр показал, что многие жидкие диэлектрики становятся анизотропными под действием электрического поля. Опыты с жидкими диэлектриками имеют решающее значение, ибо для жидких веществ деформация, могущая возникнуть под действием электрического поля (электрострикция), не вызывает двойного лучепреломления ), так что в опытах с жидкостью мы имеем электрооптические явления в чистом виде. Описанный Керром эффект стал первым доказательством того, что оптические свойства вещества могут изменяться под влиянием электрического поля. [c.528]

Аналогично возникновению двойного лучепреломления в электрическом поле возможно также и создание искусственной анизотропии под действием магнитного поля. Если анизотропные молекулы обладают дополнительно постоянным мдгнитным моментом (парамагнитное тело), подобно тому, как молекулы, будучи анизотропными, обладают постоянным электрическим моментом, то их поведение под действием магнитного поля должно представлять аналогию с явлением, наблюдаемым в электрическом поле. В отсутствие внешнего магнитного поля хаотическое расположение молекул обеспечивает макроскопическую изотропию среды, несмотря на анизотропию отдельных молекул. Наложение достаточно сильного магнитного поля, воздействующего на магнитные моменты молекул, ориентирует их определенным образом относительно этого внешнего поля. Ориентация анизотропных молекул сообщает всей среде свойства анизотропии, которые можно наблюдать обычным способом. Действительно, удалось обнаружить возникковенпе двойного лучепреломления под действием сильного магнитного поля, направлен- [c.536]

Наличие дисперсии света является одним из фундаментальных- затруднений первоначальной электромагнитной теории света Мак- свелла. Эта теория, связавшая воедино электромагнитные и опти- ч/ ческие явления, представляла громадный шаг вперед и стала научным обобщением крупнейшего масштаба. Трприя )я1 гвр.п.пя-позволила раскрыть смысл явления Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле), открытого почти за четверть века до того она, несомненно, стимулировала дальнейщие изыскания в области магнето- и электрооптики, приведшие к двум важным открытиям Керра двойного лучепреломления в электрическом поле и поворота плоскости поляризации при отражении от намагниченного ферромагнетика. Наконец, теория Максвелла устранила ряд неясностей и противоречий упругой оптики. [c.539]

Полученные результаты имеют не только научное, но и практическое значение, потому что именно этими временами определяется время существования двойного лучепреломления в электрическом поле (явление Керра, см. 152) и, следовательно, эти времена определяют минимальную экспозицию при использовании ячейки Керра в качестве фотографического затвора. Такой затвор теперь находит широкое применение при исследовании различных бы-стропротекающих процессов и имеет другие практические применения. [c.598]

Другим примером искусственной анизотропии является анизотропия, возникающая в веществе под влиянием внещнего электрического поля. Этот вид анизотропии был открыт в 1875 г. Керром и носит название эффекта Керра. Вначале двойное лучепреломление в электрическом поле было обнаружено в твердых диэлектриках при помещении их между пластинками заряженного конденсатора. Однако было сомнение в том, что электрическое поле в данном случае играет косвенную роль и двойное лучепреломление появляется в результате механической деформации, вызванной полем (явление электрострикции >). Непосредственное влияние электрического поля было установлено после того, как явление двойного лучепреломления было обнаружено в жидкостях, в которых статическое сжатие не вызывает оптической анизотропии. Впоследствии (1930) двойное лучепреломление под действием электрического поля было найдено в парах и газах. Хотя эти измерения гораздо сложнее, чем измерения в жидкостях, поскольку эффект мал, однако теория эффекта Керра применима к ним с меньщнми допущениями. [c.65]

При исследовании эффекта Керра важен вопрос о длительности тех процессов, которые приводят к возникновению или исчезновению двойного лучепреломления. Схема опыта Абрагама и Лемуана (1899), позволяющего измерить время, в течение которого молекулы успевают ориентироваться во внешнем электрическом поле, приведена на рис. 19.3. [c.68]

Жидкие кристаллы весьма чувствительны (десятые доли градуса) к тe пepaтype н при этом меняют свою окраску. Подбирая различные по составу вещества, можно получить индикаторы в пределах температуры —20-f-+250 С. Они также сильно реагируют иа изменения напряженности электрического и магнитного полей, изменяя при этом свою прозрачность и другие оптические характеристики, что используется в технике. Анизотропия электропроводности жидких кристаллов связана с анизотропией их вязкости, определяющейся закономерностями в расположении молекул. Большое число световых эффектов, таких, как поворот плоскости поляризации луча, двойное лучепреломление, спектральное изменение поглощения и отражения световая память , делает их интересными и для применения в оптике. Жидкие кристаллы реагируют также и на пары различных химических веществ. При использовании жидких кристаллов в качестве световых индикаторов следует помнить, что они [c.139]

Естественный луч представляет собой поперечную электромагнитную волну с хаотической произвольной ориентацией этих векторов относительно волновой нормали. Если естественный луч проходит через прозрачный кристалл, атомы которого располагаются в виде пространственной решетки таким образом, что свойства оптического кристалла по различным направлениям оказываются различными, т. е. наблюдается анизотропия, то можно получить на выходе из такого кристалла-поляризатора луч, который будет иметь вполне определенную ориентацию векторов Е н Н. Практически это означает, что при прохождении через такой кристалл луч раздваивается (двойное лучепреломление). Каждый из таких лучей при про-хо кдении через второй кристалл будет снова раздваиваться, но давать лучи различной интенсивности, а в некоторых случаях один луч (второй) практически исчезает. Вращая вокруг оси такой кристалл, можно пропускать больше или меньше света. Таким образом, получается поляризованный свет, представляющий собой световые волны с определенной ориентацией электрического и магнитного векторов. Помещая на пути такого луча модель из прозрачного материала, будем изменять условия прохождения света в зависимости от того, как будут ориентированы оси анизотропии этого материала. Степень анизотропии будет зависеть от величины и направления действующих механических напряжений. [c.65]

ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, продолжающаяся значительное время после прекращения ее возбуждения ФОТО ДЕЛЕНИЕ — деление атомного ядра гамма-квантами ФОТОДИССОЦИАЦИЯ—разложение под действием света сложных молекул на более простые ФОТОИОНИЗАЦИЯ — процесс ионизации атомов и молекул газов под действием электромагнитного излучения ФОТОКАТОД — холодный катод фотоэлектронных приборов, испускающий в вакуум электроны под действием оптического излучения ФОТОЛИЗ— разложение под действием света твердых, жидких и газообразных веществ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ—люминесценция, возникающая под действием света ФОТОМЕТРИЯ— раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом ФОТОПРОВОДИМОСТЬ изменение электрической проводимости полупроводника под действием света ФОТОРЕЗИСТОР — полупроводниковый фотоэлемент, изменяющий свою электрическую проводимость под действием электромагнитного излучения ФОТОРОЖ-ДБНИЕ — процесс образования частиц на атомных ядрах и нуклонах под действием гамма-квантов высокой энергии ФОТОУПРУГОСТЬ — возникновение оптической анизотропии и связанного с ней двойного лучепреломления в первоначально оптически изотропных телах при их деформации [c.293]

Действие ячейки Керра основано на способности некоторых веществ (нитробензол, хлороформ, ортонитротолуол и др.) в электрическом поле приобретать свойство двойного лучепреломления. Ячейка Керра представляет собой герметическую кювету К с плоско-параллельными прозрачными стенками и с металли- [c.363]

Рис 3 5. Зависимость i — индуцированного двойного лучепреломления г, 3 — поляризации от напряженности электрического поля в кристалле PbjZnNbjOj [6] Кривые I и г получены при 20 "С, кривая 3 при —60 °С [c.70]

На рис. 3.6 представлены полученные в работе [8] зависимости индзгцированного двойного лучепреломления от напряженности электрического поля в широком интервале температур. [c.70]

Рис 3 6. Зависимость индуцированного двойного лучепреломления от напряженности электрического поля в кристалле PbsZnNbjO. при различных температурах 18]. 1 — —2, 2 — 8 5 — 22 4 — 37 5 — 52. в —68,8 7 — 85,9 в — 122 9—140°С Световая волна распространялась вдоль [001], электрическое поле было приложено вдоль [100]. [c.71]

При методе работы с подавлением несущей за электроопти-ческими элементами устанавливается поляризационный анализатор, предназначенный для поглощения всех пучков света, когда к модулятору не подводятся электрические сигналы. Максимальная степень подавления определяется качеством анализатора и хаотическим или неоднородным двойным лучепреломлением, существующим в оптических элементах вследствие напряжений или наличия у них естественного двойного лучепреломления. Количественно степень подавления лучше всего определять как отношение интенсивности света на выходе анализатора к интенсивности света на его входе в отсутствие электрического сигнала на модуляторе. [c.497]

Квадратичный электрооптический эффект, или эффект Керра — появление двойного лучепреломления у изотропного вещества в однородном электрическом поле. Внешнее электрическое поле Е ориентирует молекулы, обладающие электрическим моментом (диполь-иым, квадрупольным и т. п.), в результате возникает анизотропия н показатели преломления п ] (вдоль поля) и п (перпендикулярно полю) становятся различными пц — Ял = КпР, разность хода необыкновенного и обыкновенного лучей равна Д = KnlE , здесь К — постоянная Керра, п — показатель преломления в отсутствии поля, I — длина оптического пути. [c.775]

При нормальном падении луч направлен параллельно оптической оси и, следовательно, распространяется, как в изотропной среде, — двойного лучепреломления нет. При падении луча под углом к поверхности кристалла наблюдается двойное лучепреломление, характер которого зависит от типа кристалла. В отрицательном кристалле (рис. 233) обыкновенный луч преломляется сильнее необыкновенного. Точки и стрелки на этом рисунке показывают направление колебаний электрического вектора волны, g положительном кристалле (рис. 234) сильнее преломляется необьпсновенный луч. [c.273]

Двойное лучепреломление в изотропной среде может возникнуть не только в постоянном внешнем электрическом поле, но и в переменном с частотами вплоть до оптических. Благодаря развитию лазерной техники появилась возможность получать оптическое излучение, в котором напряженность электрического поля достигает очень больших значений. Схема опыта по наблюдению эффекта Керра, вызванного электрическим полем лазерного излучения, показана на рис. 4.16. Луч зондирующего света (Х= 500 нм) проходит через ячейку К с исследуемой жидкостью и после отражения от полупрозрачной пластинки 5 направляется на фотоумножитель (ФЭУ). Пр скрещенных поляризаторах Р, и Р2 свет не может попасть в ФЭУ. Когда через ячейку проходит мощный импульс инфракрасного поляризованного излучения лазера , жидкость становится анизотропной, зондирующий свет выходит из ячейки эллиптически поляризованным и попадает в ФЭУ. Измеряя разность фаз ф между необыкновенным и обыкновенным лучами и зная среднеквадратичную напряженность поля лазерного излучения (< >У , можно найти значение постоянной Керра в поле оптической частоты и сравнить его со значением в постоянном электрическом поле. В недипольных жидкостях эти значения практически совпадают. Однако в жидкостях с дипольными молекулами постоянная Керра уменьшается при переходе к оптическим частотам (у нитробензола приблизительно в 100 раз), так как дипольная молекула не успевает переориентироваться в такт с изменениями напряженности внешнего поля. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...