Kerr efekt. Umělá optická anizotropie

Kerr efekt představuje soubor tří jevů. A první a třetí fenomén v roce 1875 objevil J. Kerr. Jedná se o takzvaný elektrooptický efekt. V roce 1876 objevil stejný vědec magnetoptický efekt. V důsledku toho byl tento účinek odhalen, který se analogicky stal elektrooptickému. Choval se v silných optických polích stejným způsobem. Začalo to být optické.

Klasifikace

Kerr efekt je rozdělen do dvou typů:

• magnetooptické;
• světelně optické.

Zvažme každou z nich podrobněji.

Elektrooptický efekt

Jakýkoli izotropní (plyn, kapalina nebo sklo) optický Médium, které bylo předtím umístěno v elektrickém poli, je přeměněno na anizotropní médium, které má vlastnosti jednosměrného krystalu. V tomto případě je nutné vzít v úvahu vlastnosti. Osa optiky takového krystalu má podélný směr. Jinými slovy, je umístěn podél elektrického pole.

Aby bylo možné detekovat efekt Kerr, je nutné projít polarizátorem (například může být Nicol hranol) monochromatické světlo. Poté ji odešlete do zóny plochého kondenzátoru plného izotropní látky.

Funkce polarizátoru spočívá v konverzi přirozeně polarizovaného světla na paprsek, ale lineárním způsobem.

Co se stane, když se podmínky změní? Není-li na kondenzátor připojeno žádné napětí, pak polarizace světelného paprsku zůstává stejná a samotný světelný tok se rozpadá ve druhém hranolu Nicolasu. Umístění prvků také záleží. Nicholský hranol je rozvinutý v pravém úhlu k prvnímu, to znamená, že jsou vzájemně kolmé. Hodnota lomu je brána v úvahu.

Pokud je napětí připojeno, proces polarizace vysílaného světla rozděluje světelnou vlnu na dvě základní části. Zdá se, že jsou polarizovány v podélně orientované mimořádné vlně. Obě části jsou pod úhlem 90 °^o k běžné vlně, ale pohybovat se různými rychlostmi.

Tím je zajištěn fázový rozdíl mezi vibračními pohyby vlny, jak běžných, tak mimořádných. Proto celkový (výsledný) světelný tok částečně prochází analyzátorem. Stává se polarizovaným, eliptickým.

Co se stane, pokud v intervalu mezi několika umístěnými analyzátorem a nainstalovanou buňkou Kerr umístíte kompenzátor? Je také možné dosáhnout účinku úplného splacení světelného toku analyzátorem. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že kompenzátor převádí eliptickou polarizaci světla na lineárně polarizovanou vlnu. Co je umělá optická anizotropie? Promluvme si o tom později.

Vysvětlení této vlastnosti

To bylo navržené nejprve v roce 1910 Langevin, a pak v 1918 Born. Studie však nezávisely na sobě. Jejich pohled je, že jejich úsilí elektrického pole se snaží rozšířit malých molekul látky takovým způsobem, že jejich směry momentů (elektrické a dipólové) stát vyrovnána ve směru elektrického pole E. Kromě toho, zatímco v elektrickém poli, jsou momenty molekul, aby nejen otáčení jednoho směru, ale současně se objevují i ​​další dipólové momenty. Takže například v molekulách plynu v nepřítomnosti takového elektrického pole neexistují žádné.

Jak tento faktor ovlivňuje lom?

V důsledku toho se vytvářejí různé směry (ve směru podél a napříč) proudy světelných paprsků.

Mělo by být poznamenáno, že jak se zvyšuje teplota, proces změny směru se zpomaluje, protože se odhaluje nepřípustný účinek tepelného pohybu na orientaci atomů a molekul.

Proto, neustále měřit hodnoty použitých veličin, je možné stanovit elipsoidní polarizaci optiky. To nám také umožňuje identifikovat strukturní složky těchto molekul a atomových částic.

Kromě toho efekt Kerr závisí také na dalších indikátorech. Především je to míra přeorientování molekulových a atomových částic. Je známo, že takový index nízkomolekulární kapaliny má dostatečně velkou číselnou hodnotu. To je to kvadratický elektrooptický efekt.

Magneto-optický efekt

Magneticky optický efekt je jednou ze základních vlastností magnetooptiky. Jinými slovy, odráží výsledek působení magnetizovaného média na takové vlastnosti světelného paprsku jako stupeň jeho intenzity a schopnost polarizovat. V tomto případě by se světlo mělo odrážet od celého povrchu média.

Tento účinek popsal Kerr v roce 1876, když provedl experiment s použitím odraženého světla z předem leštěného povrchu magnetu.

Jaká je jeho podstata? Spočívá v transformaci rovinně orientovaného polarizovaného světelného paprsku z povrchu magnetizovaného feromagnetu na polarizovaný, ale již eliptický.

Co se stane v tomto případě? Současně se největší axiální složka polarizované elipsy odchyluje od roviny polarizace dopadajícího paprsku světelného paprsku pod určitým úhlem.

Význam tohoto objevu a jeho aplikace

Ve skutečnosti se jedná o třetí magnetický-optický efekt objevený firmou Kerr, který je plně využíván ke studiu a studium elektronických struktur těchto kovů a slitin, které mají feromagnetické vlastnosti. Tyto látky jsou schopny přilákat předměty určité kompozice. Jednoduše řečeno, jedná se o jednoduché magnety. Může se také použít k určení základny (domény) feromagnetů a součástí nejlépe umístěné vrstvy leštěného kovového předmětu.

Jsou určeny vztahy mezi velikostí efektu Kerr a základními vlastnostmi charakterizujícími optický systém, které jsou v těsném kontaktu s přilehlým povrchem magnetu média. Například je možné zvýšit hodnotu efektu, pokud je aplikován na horní vrstvu dielektrika. Dále můžeme dosáhnout výraznějšího obrazu výzkumu.

Zákon

Zákon Kerr vypadá takto:

n_e minus-n_o = Blambda-₀E²,

kde:

lambda-₀ - délka ve vakuu vlny světla;

B je Kerr konstanta, v závislosti na povaze látky, vlnová délka lambda-₀ a teploty.

Pro většinu látek B> 0.

Jaký je základ umělé optické anizotropie?

Dvojitá refrakce může být v přírodních anizotropních prostředích. Existují však různé způsoby, jak je získat.

Opticky izotropní látky se převádějí na opticky anizotropní látky, když působí:

• jednostranná komprese nebo protažení (krystaly krychlového systému, sklo atd.);
• elektrické pole (efekt Kerr, kapalina, amorfní těleso, plyn);
• magnetické pole (kapalina, sklo, koloid).

V těchto případech se látka stává jednosměrným krystalem, optická osa se začíná shodovat s deformací, elektrickým nebo magnetickým polem.