Въведение, електро-оптичен ефект на Кер - оптичен ефект на Кер

Клонове на физиката, известен като електро-оптика и магнито получиха своето начало още през 1845 godu тъй като откритието на Фарадей въртене на плоскостта на поляризация на поляризирана светлина при преминаване по прозрачен среда успоредно на магнитните силови линии. Това ще направи откриването на ерата на Фарадей е резултат от обширните си изследвания за връзката между светлината, електричеството и магнетизма.

В статия, описваща това откритие, той каза: "Подобно на много любители на природните науки, аз отдавна са на мнение, което премина почти със сигурност, че тези разлики са формите, в които се проявяват силите на материята, има един общ произход, т.е. с други думи, така че те зависят един от друг и така свързани един с друг, което може да се превърне в една от друга и че съществуват еквиваленти на действие. " Това убеждение Фарадей го подтиква да търсят по-нататъшни връзки между светлина, електричество и магнетизъм, но чувствителността на оборудването му е недостатъчно, за да се определи тези данни. Но, въпреки това, трябва да се отбележи, че тези вярвания и по-ранни изследвания са непрестанен стимул за използването на по-напреднали технологии и търсенето на нови явления в областта на електро и магнито сред наследниците му. Най-важното откритие на Кер ефекти са имената на Зееман и памук-Mouton.

Всъщност, повечето от откритията в електро- и магнито е следствие от експериментаторите да се подобри тяхното оборудване. Това резюме е подробно ефект на Кер изследван при преминаване на светлина през средата перпендикулярно на линиите на електричното поле и магнитното.

Целта на тази дейност е да се изследва електро-оптичен ефект на Кер.

Обект на научните изследвания на ефекта на Кер.

Предметът на произведения на учени с работата devyatnadtsatogo- края на първата половина на ХХ век.

Хипотезата на ефекта на Кер се основава на създаването на клетката, в която промяната на състоянието на материята, което означава, че преходът от анизотропна да изотропна. Какви са характеристиките на това явление могат да бъдат проследени под негов контрол?

1. Въвеждане на основните понятия и представяне на същността на ефекта на Кер

2. Изследването на методи за получаване на експериментално Кер постоянна

3. фокусиране върху изучаването на теоретичната част от полярни и неполярни молекули.

4. Въведете концепцията за продължителността на съществуване на ефекта на Кер и нейното прилагане.

Представяме основните понятия, които ще бъдат използвани по време на операция за четене:

Поляризация на светлина - собственост на светлина, която се характеризира с пространство-време подреждане на E ориентацията на електрическия вектор

В поляризуемост - физическа собственост на вещества придобие електрически или магнитен диполен момент (поляризация) във външно електромагнитно поле.

Светлината пречупване (пречупване) - промяна на посоката на разпространение на електромагнитно излъчване вълни, срещащи се в интерфейса между две прозрачни носители за тези вълни или дебели медии с непрекъснато различни свойства.

Анизотропия - разлика свойства на околната среда в различни посоки в рамките на тази среда.

Никол - поляризация средства, въз основа на принципа на действие са ефектите на двойно пречупване и пълно вътрешно отражение.

Смущения - преразпределение на интензитета на светлината в резултат на наслагване (наслагване) на няколко последователни светлинни вълни.

Електропроводимостта на дадено вещество да провежда veschestva- при неизменен във времето на електрическото поле неизменен във времето на електрическия ток.

диполен момент-вектор физическа величина, характеризиращи заедно с общия заряд на електрически свойства на системата от заредени частици в смисъл, че тя произвежда областта и действието върху него на външни полета.

Електромагнитна природа на светлината и материята предполага, че оптичните свойства на материала, трябва да се различават с въвеждането му в областта на електрическото и магнитното. В действителност, тези промени са наблюдавани експериментално. На първо място, Фарадей през 1846 открива феномена на магнито - въртене на равнината на поляризация на светлината в магнитно поле. Кер първи път са били в състояние да се наблюдава през 1875 г., че някои изотропен материал, когато е поставен в електрическо поле, да се превърне в двойно пречупващи "оптични оси" паралелно електропроводи, т.е. вещество се поставя в единна електрическо поле, придобива свойствата на едноосен кристал с оптична ос, успоредна на линиите на електричното поле. Тази "електро явление" вече носи името на своя откривател (PS Кер (1824-1907g.g През 1877 г., една и съща Кер установено, че магнетизираната огледало желязо отразява друг поляризирана светлина, отколкото без магнитизирана. В бъдеще, са открити и други електро-оптични и магнито-оптични ефекти ,

електро-оптичен ефект на Кер е, че много изотропни органи, когато се прилагат в постоянно електрическо поле става оптично анизотропна. Те започват да се държи като едноосови двойно пречупващи кристали, оптичната ос на която е паралелна на приложеното електрическо поле.

Сам Кер наблюдава това явление в началото на стъклото въведен в електричното поле. В този случай, също така в случая на всички други твърди оптична анизотропия може да бъде вторичен феномен, а именно, може да се случи чрез механично деформиране произведен от електрическо поле. Въпреки това, следващите изследвания на Кер и други учени са показали, че това явление се наблюдава и в течности и газове, дори когато механичната анизотропия изключени. В допълнение, "чист ефект на Кер" може да бъде отделена от ефекта, причинени от механични деформации, разглеждане на явлението чрез редуване на полета: внезапното включване и изключване на електрическо поле, механични деформации се появяват и изчезват веднага, но с известно закъснение, а Кер ефект в чист вид (наблюдавано в течности и газове) протича почти без инерция.

Като всяко двойно пречупване, ефектът на Кер могат да бъдат открити чрез поставяне между кръстосани призми на Nicol и плосък кондензатор, пълни с изпитваното вещество (фиг. 1).

Фиг. 1. Схема за наблюдение на ефекта на Кер

Монохроматично светлина събира чрез леща L в паралелно светлина, поляризирана Nicol призма N1, преминава между две успоредни метални пластини К (наречен "Кер кондензатор") и през втория Nicol N2, кръстосани с първата. За максимален ефект, пренос самолет N1 трябва да е под ъгъл от 45 градуса с силовите линии. Ако и двете метални плоча К са в същия потенциал, и ако среда е поставена между тях, изотропно, светлина не преминава през N2. Въпреки това, ако К се прилага към плаките електростатично поле между средата става двойно пречупване, т.е. светлина векторни компоненти успоредно и перпендикулярно на линиите на сила преминава през него при различни скорости. Така светлина то излиза с елипсовидно двуполюсния, а някои от тях може да премине през N2. Ефектът е независима от посоката на областта и, следователно, се удвои ако удар от огледало пред N2, за да принуди светлина да преминат отново през K на изместване на периферията на смущения могат да бъдат изчислени NE -п и n0 -п.

Първият вещество, което е изследвано Кер, е парче стъкло с запоени него края на намотката на индукционната бобина. Причинява се от оптичните свойства на приложеното поле е еквивалентно на механичното разтягане на стъкло, насочена по линиите на полето, т.е. Стъкло прави като положителен пример 1 кварцов кристал.

В други твърди вещества, като колофон, ефектът е обърната, т.е. те се прояви като стъкло, компресирани по линиите на игрището, като Исландия препирам.

Ефектът се появи едновременно с прилагането на терена, а понякога и да изисква няколко секунди (в случай на стъкло, дори и за S минути), за да достигне до пълен размер. По същото време, изтекло между изключване на полето и изчезването на двойното лъчепречупване.

Това е забавянето на появата и изчезването на ефекта е довело до различни хипотези за неговата природа. Изглежда правдоподобно, че това се дължи на напрежението, причинени от областта на стъклото, защото на вече работят волта са наясно, че "стъкло изолатор в заредените кондензаторни увеличения обем и се подлага на електрически напрежение."

Друга хипотеза обяснява ефекта на повишаване на температурата, причинено от електрическата проводимост на веществото.

Самият Кер е, обаче, убеден, че той е открил ефекта не може да се обясни с чисто механични или термични причини. Започва да учи толкова малко вискозни течности, при които полето не могат да бъдат причинени значително напрежение. Той веднага, открити в сила в широка гама от течности. В някои, като въглероден дисулфид, парафиново масло, толуен, бензен, двойно пречупване е положително, докато в други, като например зехтин, на рапица, тя е отрицателна в Tyuleny мазнини. Той бе в състояние да докаже, че във всички тези случаи, ефектът се появи и изчезна в същото време включване и изключване на полето, тя е добре доказано електрическия характер на явлението.

Откриването на този ефект и в течни тела веднага привлича вниманието на много други изследователи, както и резултатите от Кер бързо бяха потвърдени и разширен.

Кер в състояние да установи връзката между сила на рефракция и величина на електричното поле. Неговият закон е формулиран по следния начин: ако NP и Ni индексът на пречупване в посоки, перпендикулярни и успоредни линии на сила, фазовата разлика (в радиани) след преминаване през електрическа сила на полето Е е:

Когато дължината на вълната на преминаваща светлина дължина на пътя на светлината в средата (в см), и - така наречените "Кер константа". Последният, обаче, се оказа в зависимост от вещество, дължина на вълната и температурата. Този закон е обосновано с Кер с голяма прецизност, тъй като тя е проверена от много изследователи. Малкото изключения трябваше да обясни грешките в методите на наблюдение, тъй като те не са били потвърдени в последващи проучвания. Въглеродният дисулфид Шомон установено, че експонентата Е е равно на 2.0045, и заключи, че законът Кер за чист въглероден дисулфид химически вярна. Това се потвърждава и неполярен непроводим въглероден дисулфид а. Но за някои полярни течности при висок интензитет на полето са открити малки отклонения. Отклонения от Кер в силни полета са били открити и в продължение на няколко кристали.