Kerrjev učinek. Umetna optična anizotropija

Kerrski učinek predstavlja niz treh pojavov. Prvi in ​​tretji pojav leta 1875 je odkril J. Kerr. To je tako imenovani elektro-optični učinek. Leta 1876 je isti znanstvenik odkril magnetno-optični učinek. Rezultat tega je bil ta učinek, ki je postal podoben elektrooptični. Na podobnih načinih se je obnašal na močnih optičnih področjih. Začelo se je imenovati optično.

Razvrstitev

Učinek Kerr je razdeljen na dve vrsti:

• magnetno-optični;
• svetlobno-optični.

Vsaka od njih je bolj podrobna.

Elektro-optični učinek

Kakršna koli izotropna (plin, tekoča ali steklo) optično Medij, ki je bil predhodno nameščen v električnem polju, se pretvori v anizotropni medij, ki ima lastnosti enosmernega kristala. V tem primeru je treba upoštevati značilnosti. Os optike takega kristala ima vzdolžno smer. Z drugimi besedami, se nahaja vzdolž električnega polja.

Da bi zaznali Kerrjev učinek, je treba iti skozi polarizator (na primer, je to lahko prizma Nicol) monokromatična svetloba. Po tem pošljite na območje ravnega kondenzatorja, napolnjenega z izotropno snovjo.

Funkcija polarizatorja je pretvorba naravno polarizirane svetlobe v žarek, vendar linearno.

Kaj se zgodi, če se pogoji spremenijo? Če na kondenzator ni priključena nobena napetost, potem polarizacija svetlobnega žarka ostane enaka in svetlobni tok se razpada v drugi prizmi Nicolasa. Položaj elementov je prav tako pomemben. Niholska prizma se razteza pravokotno na prvo, to je, da sta pravokotna drug na drugega. Upošteva se lomni količnik.

Če je napetost povezana, potem postopek prenosa svetlobe deli svetlobni val na drugi del. Izkazalo se se, da so polarizirane v vzdolžno usmerjenem nenavadnem valu. Oba dela sta pod kotom 90^o na navaden val, vendar se gibljejo z različnimi hitrostmi.

To zagotavlja fazno razliko med vibracijskim gibanjem vala, tako navadnega kot izrednega. Zato celoten (nastali) svetlobni tok delno prehaja skozi analizator. Postane polarizirano, eliptično.

Kaj se zgodi, če namestite kompenzator v intervalu med številom lociranega analizatorja in vgrajeno celico Kerr? Prav tako je mogoče doseči učinek popolnega povračila svetlobnega toka s pomočjo analizatorja. To se zgodi kot posledica dejstva, da kompenzator pretvori eliptično polarizacijo svetlobe v linearno polarizirani val. Kaj je umetna optična anizotropija? O tem se pogovoriva kasneje.

Pojasnilo te lastnosti

Predlagal jo je leta 1910 s strani Langevina, leta 1918 pa ga je izdal Born. Vendar študije med seboj niso bile odvisne. Njihovo mnenje je, da njihova prizadevanja električnega polja poskuša razširiti majhne molekule snovi na tak način, da njihove smeri trenutkih (električne in dipolni) postal poravnano vzdolž smeri električnega polja E. Poleg tega, medtem ko se v električnem polju, so trenutki molekul, da ne samo, obračanja v svoji smeri, pa tudi istočasno se pojavijo tudi dodatni dipolni momenti. Torej, na primer v molekulah plina v odsotnosti takšnega električnega polja ni nobenega.

Kako ta dejavnik vpliva na refrakcijo?

Zato se oblikujejo različno usmerjeni (v smeri vzdolž in čez) tok svetlobnih žarkov.

Opozoriti je treba, da se s spreminjanjem smeri, ko se temperatura dvigne, upočasni, saj se pokaže oviranje učinka termičnega gibanja na usmeritev atomov in molekul.

Zato je nenehno merjenje vrednosti uporabljenih količin mogoče določiti elipsoidno polarizacijo optike. To nam omogoča tudi identifikacijo strukturnih sestavin teh molekul in atomskih delcev.

Poleg tega bo učinek Kerr odvisen tudi od drugih kazalnikov. Najprej je to stopnja preusmeritve molekularnih in atomskih delcev. Znano je, da ima tak indeks nizko-molekularne tekočine dovolj velika numerična vrednost. To je kvadratni elektro-optični učinek.

Magnetno-optični učinek

Magnetno-optični učinek je ena od osnovnih lastnosti magneto-optike. Z drugimi besedami, odraža rezultat delovanja magnetnega medija na takih lastnostih svetlobnega snopa kot stopnjo njene intenzivnosti in sposobnost polarizacije. V tem primeru se mora svetloba odbiti iz celotne površine medija.

Ta učinek je Kerr leta 1876 opisal z eksperimentom z uporabo odsevne svetlobe iz predhodno polirane površine magneta.

Kakšno je njegovo bistvo? Sestoji s tem, da pretvorba poteka ploskoorientirovannogo polariziran žarek svetlobe od površine feromagnetnega materiala, prej namagneteno v polarizirana, vendar v obliki elipse.

Kaj se zgodi v tem primeru? Hkrati največja aksialna komponenta polarizirane elipse odstopa od ravnine polarizacije incidentnega snopa svetlobnega snopa za določen kot.

Pomen tega odkritja in njegove uporabe

Pravzaprav je tretji magnetno-optični učinek, ki ga je odkril Kerr, ki se v celoti uporablja za študij in študij elektronskih struktur teh kovin in zlitin, ki imajo feromagnetne lastnosti. Te snovi lahko pritegnejo predmete določene sestave. Preprosto povedano, to so preprosti magneti. Uporabimo ga lahko tudi za določitev osnove (domene) feromagnetov in komponent najbolj površinsko nameščene plasti poliranega kovinskega predmeta.

Določijo se razmerja med velikostjo Kerrovega efekta in osnovnimi lastnostmi, značilnimi za optični sistem, ki so v tesnem stiku s sosednjo površino magneta medija. Na primer, povečanje vrednosti učinka je mogoče, če se nanese na zgornjo plast dielektrične. Poleg tega lahko dosežemo tudi izrazitejšo sliko raziskav.

Zakon

Zakon Kerrja izgleda takole:

n_e minus-n_o = Blambda-₀E²,

kjer:

lambda-₀ - dolžina v vakuumu valov svetlobe;

B je Kerrova konstanta, odvisno od narave snovi, valovna dolžina lambda-₀ in temperaturo.

Za večino snovi, B> 0.

Kakšna je osnova za umetno optično anizotropijo?

Double refraction je lahko v naravnih anizotropnih medijih. Vendar pa obstajajo različne metode za pridobitev.

Optično izotropne snovi se pretvorijo v optično anizotropne snovi, kadar delujejo na:

• enostransko stiskanje ali raztezanje (kristali kubičnega sistema, stekla itd.);
• električno polje (učinek Kerr, tekoče, amorfno telo, plin);
• magnetno polje (tekoče, steklo, koloidno).

V teh primerih postane snov enosmerni kristal, optična os začne sovpadati z deformacijo, električnim ali magnetnim poljem.