Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
V.7.4. ИСКУССТВЕННОЕ ДВОЙНОЕ ЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ 691
тору Ebh напряженности внешнего однородного электрического поля, разность показателей преломления для необыкновенного и обыкновенного лучей равна
Величину В = * где X — длина волны света в ва-Л
кууме, называют постоянной Керра. Значение В зависит от природы вещества, длины волны X и температуры, как правило, быстро уменьшаясь с ростом последней.
Для большинства веществ В > 0, т. е. эти вещества по своим оптическим свойствам в однородном электрическом поле подобны оптически положительным одноосным кристаллам.
Dl
Часто пользуются другой константой Керра К = — ,
п
где п — абсолютный показатель преломления вещества в отсутствие внешнего электрического поля. Явление Керра практически безынерционно: запаздывание в изменении пе - па по сравнению с изменением Eml меньше IO-9 с.
3°. В газах с неполярными электрически анизотропными молекулами эффект Керра обусловлен поляризацией этих молекул во внешнем электрическом поле и нарушением полной хаотичности в расположении этих молекул. В результате совместного влияния ориентирующего действия электрического поля на наведенные дипольные моменты молекул и соударений между молекулами в процессе их теплового движения в газе возникает преимущественная ориентация молекул. При этом относительная диэлектрическая проницаемость газа є максимальна в направлении вектора Евн, так что пе > H0 и В > 0.
В газах с полярными электрически анизотропными молекулами во внешнем электрическом поле возникает преимущественная ориентация постоянных диполь-ных моментов молекул по направлению Евн. Однако направление максимальной поляризуемости молекул может составлять некоторый угол Ot с направлением ее постоянного дипольного момента. Если а = 0, то пе > п0 и В > 0; если Ct = я/2, то пе < п0 и В < 0.
692
V.7. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
Для жидкостей эта классическая ориентационная теория описывает явление Керра лишь качественно, так как в ней не учитываются силы межмолекулярного взаимодействия, которые в жидкостях играют существенную роль.
4°. Возникновение искусственной оптической анизотропии у изотропных веществ (жидкостей, стекол, коллоидов) под действием сильного однородного внешнего поля называют эффектом Коттона—Мутона. При этом оптической осью является направление магнитного поля. Разность показателей преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей в направлении, перпендикулярном к оптической оси, зависит от напряженности магнитного поля Hbh:
ne-n0 = k'H2B н.
Величину C= называют постоянной Коттона—
Мутона, она зависит от природы вещества, длины волны X и температуры.
5. АНАЛИЗ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА. ЭЛЛИПТИЧЕСКАЯ И КРУГОВАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
1°. Для исследования характера и степени поляризации света применяются устройства, называемые анализаторами. В качестве анализаторов используются те же устройства, которые служат для получения линейно поляризованного света (поляризаторы).
Если световая волна, входящая в анализатор, линейно поляризована, то для интенсивности волны, выходящей из анализатора, справедлив закон Малюса:
I = kaI0 Cos2V
где IQ — интенсивность входящего света, ka — коэффициент прозрачности анализатора, у — угол между плоскостями поляризатора входящего света и света, пропускаемого анализатором.
2°. В случае падения на анализатор естественного света, интенсивность которого равна /ест, интенсивность I линейно поляризованного, выходящего из ана-
V.7.5. АНАЛИЗ ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА
693
лизатора, остается постоянной при вращении анализатора вокруг направления распространения света, т. е.
k I
при изменении угла у: I = ¦ а^ест . Независимость интенсивности света, выходящего из анализатора, от угла у наблюдается также при падении на анализатор циркулярно поляризованного света.
Если падающий свет частично поляризован, т. е. состоит из естественного света интенсивностью 1ест и линейно поляризованного интенсивностью Inojl, то при вращении анализатора (изменении угла у) интенсивность I проходящего света изменяется от Imax до Imin- Степень линейной поляризации А падающего света равна
д ^non __ ^rnax ^min
^ ест * юл Ii
Такая же картина наблюдается в том случае, когда падающий на анализатор свет эллиптически поляризован и не может считаться частично поляризованным.
3°. Если на плоскопараллельную пластинку, вырезанную из не поглощающего свет одноосного кристалла, параллельно его оптической MN падает нормально плоская, линейно поляризованная, монохроматическая волна, то в пластинке распространяются вдоль одного и того же исходного направления, но с разными скоростями, две волны — обыкновенная и необыкновенная. Если ось Oz совпадает с направлением распространения этих волн, то векторы электрической напряженности их полей колеблются вдоль взаимно перпендикулярных осей Ox и Oy. Амплитуды векторов Ejr (обыкновенная волна) и Hjj (необыкновенная волна), равные а nb, зависят от амплитуды вектора E в падающей волне и от угла (X между вектором E и оптической осью кристалла: а = A sin а и b =A cos а.
