Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 118

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 185 >> Следующая

советский физик В. А. Фабрикант.
Глава XII
ФОТОУПРУГИЕ, ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
§ 1. ФОТОУПРУГОСТЬ
Зеебек (1813 г.) и Брюстер (1815 г.) обнаружили искусственное двойное
лучепреломление в прозрачных изотропных материалах при их механической
деформации. Мерой возникшей, оптической анизотропии принимается разность
показателей преломления п0 - пе. Опытные данные показали, что возникшая
оптическая анизотропия при одноосной механической деформаци и"-прямо
пропорциональна приложенному напряжению:
n0-ne = go, (12.1)
где g- коэффициент пропорциональности, характерный для деформируемого
материала, о = F/S - напряжение (сила, приложен-
Рис. 12.1
ная нормально к единице поперечного сечения недеформируемого тела), пе-
показатель преломления по направлению приложенной силы FT а я0-показатель
преломления вдоль направления, Перпендикулярного плоскости чертежа и силе
F. Деформируемое тело, как вытекает из вышеизложенного, ведет себя
подобно одноосному кристаллу, оптическая ось которого совпадает с
направлением приложенной силы. Поскольку вышедший из деформируемого
образца свет является эллиптически-поляризованным, для его исследования
пользуются компенсатором К (рис. 12.1).
Если принять толщину образца равной I, то разность фаз между вышедшими из
образца обыкновенным и необыкновенным лучами
284
выразится формулой
Дф = 2-?i[(n0-ne) = ~lgo. (12.2)
Положение максимумов и минимумов определяется выражением (12.2). При
наблюдении в белом свете с помощью установки, изображенной на рис. 12.1,
искусственное анизотропное тело из-за зависимости разности показателей
преломления п0 - пе от длины волны оказывается окрашенным в разные цвета.
Распределение окраски будет зависеть от распределения напряжения внутри
образца.
Искусственное двойное лучепреломление используется для изучения
деформаций в прозрачных телах. Такой метод исследования деформации,
называемый методом фотоупругости, нашел широкое применение в различных
областях науки и техники. Одним из важных применений фотоупругости
является использование его при исследовании распределения напряжений в
оптических стеклах, возникающих при их изготовлении, а также при
исследовании остаточных напряжений.
Искусственное двойное лучепреломление может наблюдаться также в потоке
жидкости при наличии градиента скорости,
§ 2. ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕК.ТРООПТИЧЕСК.ИЙ ЭФФЕКТ (ЭФФЕКТ ПОККЕЛЬСА)
Изменение показателя преломления среды происходит также действием
приложенного статического электрического поля. Подобное изменение
показателя преломления среды называется электро-оптическим эффектом. Если
изменение линейно зависит от приложенного поля, то мы имеем дело с так
называемым линейным элект-рооптическим эффектом. Этот эффект, впервые
рассмотренный Пок-кельсом, называется также эффектом Поккельса.
Введение постоянного электрического поля в уравнение дисперсии. Величину
изменения показателя преломления можно вычислить, введя в уравнение
дисперсии (11.12) постоянное электрическое поле Е":
^+Т/Г+(r)о^=~[2(ш) + 2Ст], (12_3)
где Ё~{со) = Et)ei(,)t - внешнее световое поле.
Легко доказать, что в случае модели гармонического осциллятора эффект
постоянного поля состоит просто в смещении положения равновесия.
Рассмотрим движение электрона только под действием квазиупругой силы /у =
-тщг и силы действия статического поля /2 = е?С1:
7= - <ojj?+ (е/m) Ёй1. (12.4)
Решение уравнения (12.4) можно представить в виде
г = л> cos <в0/ + г1г (12.5)
285
где?!- постоянная величина. Подставляя (12.5) в (12.4), получим - ЮоГо
COS (Воt = ~ СОВГо C0S <°0* - Won + (e/m) ?сх.
Отсюда имеем
7Х = (е/trial) Ёст. (12.6)
Следовательно,
7=7оcosoV + (e/mtOo) Ест, (12.7)
т. е. действие постоянного электрического поля сводится всего лишь к
смещению гармонического осциллятора, колеблющегося с той же частотой со0,
на гх = (е/та>о) ЕСТ в новое положение.
Если принять во внимание (12.7), то движение электрона можно
описать с помощью новой координаты q, определяемой соотноше-
нием
Е"- (12.8)
е
1 1 тщ
Тогда движение электрона в координатах q можно описать уравнением
q + yq + ^lq ~втЕС!^~Е(а>). (12.9)
Модель гармонического осциллятора пригодна при небольших смещениях г. В
общем случае нужно пользоваться моделью ангармонического осциллятора.
Если возвращающую силу представить в виде f =-тщг-13/?ц2, где Р-
постоянная величина, то получим
<7 + 7? + ((r)о + 2Р q + Р<72 -^Е (ю). (12.10)
В выражении (12.10) опущен малый член, пропорциональный р?ст-Если иметь
дело со слабым световым полем, то оно не вызовет нелинейных эффектов, что
позволяет пренебречь ангармоническим членом в уравнении (12.10). Тогда
движение электрона опишется уравнением
yq-7 ((r)о + 2р j q~ втЕ(со). (12.11)
Сравнение уравнения (12.11) с уравнением (11.12) позволяет прийти к
заключению, что действие статического электрического поля приводит к
смещению квадрата резонансной частоты на Д (ш") = €Е
- - 2р , которое вызовет соответствующее изменение как по-
Предыдущая << 1 .. 112 113 114 115 116 117 < 118 > 119 120 121 122 123 124 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed