Ефектът на Kerr. Изкуствена оптична анизотропия

Ефектът Kerr представлява набор от три феномена. Първото и третото явление през 1875 г. е открито от Дж. Кер. Това е така нареченият електро-оптичен ефект. През 1876 г. същият учен открива магнито-оптичния ефект. В резултат на това се открива този ефект, който се аналогичен на електро-оптичния. Той се държа в силни оптични полета по същия начин. Той започна да се нарича оптичен.

класификация

Ефектът на Kerr е разделен на два вида:

• магнито;
• светлина оптичен.

Нека разгледаме всеки един от тях по-подробно.

Електро-оптичен ефект

Всяко изотропно (газ, течно или стъкло) оптични Средата, която преди е била поставена в електрическо поле, се трансформира в анизотропна среда, притежаваща свойствата на едноаксиален кристал. В този случай е необходимо да се вземат предвид характеристиките. Оста на оптиката на такъв кристал има надлъжно направление. С други думи, той се намира по протежение на електрическото поле.

За да се открие Kerr ефектът, е необходимо да се премине през поляризатор (например, може да бъде Никол призма) монохромна светлина. След това го изпратете до зоната на плосък кондензатор, напълнен с изотропно вещество.

Функцията на поляризатора се състои в превръщането на естествено поляризираната светлина в греда, но по линеен начин.

Какво се случва, ако условията се променят? Ако не е свързано напрежение към кондензатора, тогава, поляризацията на светлинния лъч остава същата, а самият светлинен поток се разпада във втората призма на Николай. Разположението на елементите също е от значение. Призмата на Никълъс се разгъва под прав ъгъл спрямо първата, т.е. те са перпендикулярни един на друг. Индексът на пречупване се взема предвид.

Ако напрежението е свързано, тогава процесът на поляризация на предаваната светлина разделя светлинната вълна, на свой ред, на две съставни части. Те се оказват поляризирани в надлъжно ориентирана извънредна вълна. Двете части са под ъгъл 90 °^за до обикновената вълна, но се движат с различни скорости.

Това осигурява фазовата разлика между вибрационните движения на вълната, както обикновени, така и извънредни. Следователно, общият (получен) светлинен поток преминава частично през апарата на анализатора. Той става поляризиран, елиптичен.

Какво се случва, ако в интервала между няколко разположени анализатора и инсталираната клетка Kerr поставете компенсатора? Също така е възможно да се постигне ефектът от пълното изплащане на светлинния поток от анализатора. Това се случва в резултат на факта, че компенсаторът преобразува елиптичната поляризация на светлината в линейно поляризирана вълна. Какво представлява изкуствената оптична анизотропия? Нека поговорим по-късно.

Обяснение на тази собственост

То беше предложено първо през 1910 г. от Лангевин, а след това през 1918 г. от Роден. Изследванията обаче не зависят един от друг. Тяхната цел е, че усилията на електрическо поле се опитва да разшири нискомолекулни вещества по такъв начин, че техните посоки на моментите (електрически и дипол) да стане в съответствие по посока на електрическото поле Е. В допълнение, докато в електрическо поле, моментите на молекулите не само правят ротации на посоката, но също така и допълнителни диполни моменти се появяват в тях едновременно. Така например, в газовите молекули при отсъствието на такова електрическо поле няма такива.

Как влияе този фактор върху рефракцията?

В резултат на това се образуват потоци от светлинни лъчи, които са насочени по различен начин (в посока по протежение и надясно).

Трябва да се отбележи, че с нарастването на температурата процесът на промяна на посоката се забавя, тъй като се разкрива възпрепятстващ ефект на топлинното движение върху ориентацията на атомите и молекулите.

Следователно, постоянно измервайки стойностите на използваните количества, е възможно да се установи елипсоидната поляризация на оптиката. Това също ни позволява да идентифицираме структурните компоненти на тези молекули и атомни частици.

В допълнение, ефектът на Kerr ще зависи и от други показатели. На първо място, това е скоростта на преориентиране на молекулните и атомните частици. Известно е, че такъв индекс на нискомолекулна течност има достатъчно голяма цифрова стойност. Това е квадратичен електро-оптичен ефект.

Магнито-оптичен ефект

Магнитно-оптичният ефект е една от основните свойства на магнито-оптиката. С други думи, то отразява резултата от действието на магнетизирана среда върху такива свойства на светлинния лъч като степента на неговата интензивност и способността да се поляризира. В този случай светлината трябва да се отразява от цялата повърхност на средата.

Този ефект е описан от Kerr през 1876 г., когато провежда експеримент, използвайки отразена светлина от предварително полирана повърхност на магнит.

Каква е същността му? Тя се състои в това, че превръщането се извършва ploskoorientirovannogo поляризиран светлинен лъч от повърхността на феромагнитен материал, предварително намагнетизирана в поляризирана, но под формата на елипса.

Какво се случва в този случай? В същото време най-големият аксиален компонент на поляризираната елипса се отклонява от равнината на поляризация на падащия лъч на светлинния лъч под някакъв ъгъл.

Значението на това откритие и неговото приложение

В действителност това е трети отворен Кер магнито-оптичен ефект е напълно използвани за изследвания и проучване на електронната структура на метали и сплави, които имат ferromagneticheskimi свойства. Тези вещества са в състояние да привличат обекти от определен състав. Просто казано, това са прости магнити. Тя може да се използва и за определяне на основата (домейна) на феромагнитите и компонентите на най-повърхностно разположения слой на полиран метален предмет.

Отбелязват се връзките между величината на Kerr ефекта и основните свойства, характерни за оптичната система, които са в тесен контакт със съседната повърхност на магнита на средата. Например, може да се увеличи стойността на ефекта, когато се приложи към горния слой на диелектрика. Освен това можем да постигнем по-ясна картина на изследванията.

Законът

Законът Kerr изглежда така:

п_д minus- п_о = Blambda-₀E²,

когато:

ламбда₀ - дължина във вакуум на вълна от светлина;

B е константата Kerr, в зависимост от естеството на веществото, дължината на вълната на ламбда-₀ и температура.

За повечето вещества, B> 0.

Каква е основата за изкуствената оптична анизотропия?

Двойното пречупване може да бъде в естествени анизотропни среди. Има обаче различни методи за получаването му.

Оптично изотропните вещества се превръщат в оптично анизотропни вещества, когато действат върху:

• едностранно компресиране или разтягане (кристали на кубичната система, стъкло и т.н.);
• електрическо поле (Kerr ефект, течност, аморфно тяло, газ);
• магнитно поле (течност, стъкло, колоид).

В тези случаи веществото става едноаксиален кристал, оптичната ос започва да съвпада с деформация, електрическо или магнитно поле.