И скусственная анизотропия. эффект керра
Двойное лучепреломление можно наблюдать в средах с искусственно полученной анизотропией. Ее можно создать с помощью механических нагрузок, электрических и магнитных полей.
Мерой возникающей оптической анизотропии может служить разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей
,
где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества;
s - напряжение.
Применяется для исследования распределения напряжения в детали. Для этого изготавливают модель детали, например, двутавровой балки, создают соответствующие нагрузки и помещают между скрещенными поляроидами.
Пока стекло (плексиглас, целлулоид и др.) не деформировано, система свет не пропускает. Если стекло подвергнуть деформации (сжатию), свет начинает проходить. Наблюдаемая картина представлена системой цветных полос. Каждая из них соответствует одинаковой деформации.
Остаточные напряжения также приводят к искусственной оптической анизотропии. Поэтому оптический метод применяется для проверки изделий на наличие и распределение напряжений.
Этот метод очень чувствителен.
В 1875 г. Керр (1824 – 1907 гг.) – шотландский физик установил, что в прозрачных диэлектриках, жидких и твердых, под воздействием электрического поля возникает двойное лучепреломление. В 1930 г. эффект Керра был обнаружен и в газах.
Ланжевен (фр. 1872 - 1946) объяснил явление Керра поляризацией диэлектрика. Молекулы ориентируются в электрическом поле по силовым линиям, вследствие этого создается анизотропия.
|
|
|
Установка состоит из ячейки Керра, помещенной между скрещенными поляроидами. Ячейка Керра представляет собой герметическую кювету с жидкостью (нитробензол), в которую введены пластины конденсатора.
При подаче напряжения 
на конденсатор монохроматический свет с длиной волны l раздваивается на два луча:
- обыкновенный;
- необыкновенный.
.
На пути l между обыкновенным и необыкновенным лучами возникает оптическая разность хода
(16.4.1)
или соответствующая разность фаз
, (16.4.2)
где 
- характерная для вещества величина, называемая постоянной Керра.
Она зависит от температуры вещества и длины волны l света.
Так как в (16.4.1) и (16.4.2) входит квадрат 
, то знак разности (nо – nl), а также D j не изменяется при изменении направления поля.
Лучи света, направленные на поляризатор, через анализатор не проходят. Если же к конденсатору приложить напряжение и создать в диэлектрике электрическое поле, то в поле зрения анализатора будет наблюдаться картина интерференции поляризованных лучей.
|
|
|
Эффект Керра возникает через t = 10…9 c, такое же время требуется для исчезновения его при снятии поля. Вследствие чего ячейка Керра может служить практически безинерционным световым затвором. Такие затворы были использованы для измерения скорости света в лабораторных условиях; при фотографировании быстро протекающих процессов.
Этот принцип был использован Тагером в первой системе советского звукового кино для записи звука на пленку.
| |
Лекция 17
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 147; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!