Обертання площини поляризації. Ефект Фарадея

Штучна оптична анізотропія. Ефект Керра.

Явище подвійного променезаломлення спострігається в природних анізотропних середовищах. Але анізотропні середовища можна створити штучно. Оптичні ізотропні середовища можуть стати анізотропними під дією стиску або розтягу, електричного поля, магнітного поля. Розглянемо дію електричного поля на рідини. Це еффект Керра. В цьому випадку речовина набуває властивості одноосного кристалу, оптична вісь, якого співпадає з напрямом електричного поля. Мірою виниклої анізотропії слугує різниця показників заломлення звичайного і незвичайного променів в напрямі перпендикулярному до оптичної осі.

де k- стала, що характеризує речовину, Е – напруженість електричного поля.

Схема установки для спостереження ефекта Керра в рідинах приведена на рис. 8.

Рис.8

На рис.8 комірка Керра- кювета з рідиною (наприклад, нітробензол), в яку введені пластини конденсатора, розташовується між зхрещеними поляризатором Р і аналізатором А. При відсутності електричного поля світло через систему не проходить. При накладанні електричного поля рідина стає двоякозаломлюючою. При зміні різниці потенціалів між електродами змінюється ступінь анізотропії і відповідно інтенсивності світла, що проходить через аналізатор. На шляху l (довжина кювети) між звичайним і незвичайним променями виникає оптична різниця ходу

Для різниці фаз

де – стала Керра, k

Ефект Керра – оптична анізотропія речовини під дією електричного поля – пояснюється різною поляризованістю молекул рідини по різним напрямкам. Це явище практично безінерційне (10^-10с). Тому комірка Керра є ідеальним світловим затвором і застосовується при швидкопротікаючих процесах (звукозапис і відтворення звуку, швидкісні фото- і кінозйомки, вивченні швидкості розповсюдження свіла і т. інше), оптичній локації, оптичній телефонії.

Деякі речовини мають властивість обертати площину поляризації. Такі речовини називають оптично активними.Прикладом таких речовин є : кварц, цукор, скипидар, водний розчин цукру і т. інше. Явище обертання площини поляризації можна спостерігати на наступному досліді, рис.9

Рис.9

Якщо між зхрещеними поляризатором і аналізатором, що дає темне поле зору, розташувати оптично активну речовину, наприклад кювету з розчином цукру, то поле зору просвітляється. При повороті аналізатора на деякий кут φ можна знову отримати темне поле зору. Кут φ і є кут, на який оптично активна речовина повертає площину поляризації світла, що пройшло через оптично активну речовину. Оскільки поворотом аналізатора можна отримати темне поле зору, то світло, що пройшло оптично актривну речовину є поляризованим. Дослідним шляхом встановлено, що для оптично активних кристалів і чистих рідин

Для оптично активних розчинів

де d- відстань, яку проходить світло у оптично активній речовині, α ( ) – питоме обертання, С- концентрація оптично активної речовини в розчині (кг/м³). Воно залежить від природи речовини, температури і довжини хвилі світла у вакуумі. Оптична активність обумовлена будовою молекул речовини і особливостями розташування їх в кристалічній гратці.

Оптично активні речовини залежно від напряму обертання площини поляризації поділяються на право- і лівообертаючі. Якщо дивитися назустріч променю і площина поляризації обертається праворуч (за годинниковою стрілкою), матимемо правобертаючі речовини. Якщо дивитися назустріч променю і площина поляризації обертається ліворуч (проти годинникової стрілки), матимемо лівобертаючі речовини. Явище обертання площини поляризації згідно теорії О.Френеля пояснюється тим, що швидкість розповсюдження в свіла в оптично активних речовинах різна для променів поляризованих по кругу праворуч і ліворуч.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Поляризаційні призми та поляроїди.	\|	Розв’язання задачі

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.