40. Двойн лучепрел. Искусств анизотропия. Эффекты Керра и Поккельса.

В оптически анизотропных кристаллах наблю­дается явление двойного лучепреломления, которое состоит в том, что луч света, падающий на поверхность кристалла, раздваивается в нем на два преломленных луча. На рис. V.4.3 показано двойное лучепре­ломление света в кристалле исландского шпата (СаСО,).

Оптической осью кристалла называется направление в кристалле, вдоль которого свет распространя­ется, не испытывая двойного лучепреломления. Оптически анизотропные кристаллы бывают, одноосными либо двуосными. Примером одноосного кристалла является исланд­ский шпат, оптическая ось которого совпадает по направлению с диагональю M₀N₀ кристалла (рис. V.4.3). В одноосном кристалле один из лучей, образующихся при двой­ном лучепреломлении, подчиняется обычным законам преломления света. Он лежит в плоскости падения. Его называют обыкновенным лучом и обо­значают буквой о. Второй луч обозначают буквой е и называют необыкновенным лучом, так как он, вообще говоря, не лежит в плоскости падения. Угол его преломления r_e зависит от того, как ори­ентирована поверхность пластинки по отношению к оптической оси кристалла. Он равен нулю только в двух случаях: а) если поверхность пластинки перпендикулярна к оптической оси (свет распространяется в пластинке вдоль оптической оси, не испытывая двойного лучепре­ломления) ; б) если поверхность пластинки параллельна оптической оси (свет распространяется в пластинке перпендикулярно к оптичес­кой оси). В двуосном кристалле оба преломленных луча ведут себя как нео­быкновенные.

В обыкновенной волне вектор Е направлен перпендику­лярно к главной плоскости кристалла для обыкновенного луча. Элек­трический вектор Е необыкновенной волны лежит в главной плоскости кристалла для необыкновенного луча (рис 2).

Оптически изотропное прозрачное тело становится анизотроп­ным, если его подвергнуть механической деформации. При одностороннем растяжении или сжатии изотропного тела вдоль оси ОХ оно приобретает оп­тические свойства кристалла. Разность показателей преломления обык­новенного (n₀) и необыкновенного (n_e0) лучей в направлении, пер­пендикулярном оси ОХ, пропорциональна нормальному напряжению : n₀ – n_e0 = k , где k – коэфф пропорц–ти, зависящий от св–тв тела, где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств ве­щества тела.

Эффектом Керра называется возникновение оптической анизотропии у прозрачного изотропного твердого, жидко­го или газообразного диэлектрика при помещении его во внешнее электрическое поле. Под действием однородного электрического поля диэлектрик поляризуется и приобретает оптические свойства одноос­ного кристалла, оптическая ось которого совпадает по направлению с вектором Е напряженности поля. Закон Керра: n_e0 – n₀ = B₀E²

где ₀ — длина волны света в вакууме, а В — постоянная Керра. Значение В зависит от природы вещества, длины волны ₀ и темпера­туры, как правило, уменьшаясь при увеличении последней.

41.Вращ. Плоск. Поляризации. Эф-т Фарадея.

1°. При прохожд. линейно поляриз-го света через некот. вещ, назыв оптически активными, пл-ть поляриз света поворачив. вокруг направления луча. Оптически активны некоторые кристалы (кварц), чистые жидкости и растворы (скипидар, рас-р сахара в воде). Все вещества, акт. в жидком сост. обл. тем же с-вом и в кристал.сост. Однако некот. вещ-ва, оптически активные в крист сост, неактивны в жидком. Следовательно, оптическая активность может обусловливаться как строением самих молекул вещества, так и расположением частиц в крист решетке.

2°. В оптич акт крист-х и чистых жидк угол  поворота пл-ти поляризации света пропорц толщине l слоя вещ-ва, через который проходит свет:  = l Коэф пропорц-ти  назыв удельным вращением, или посто­янной вращения. Удел вращение зависит от природы вещества, темпер и длины волны света в вакууме ₀ Зависимость  от ₀ наз вращательной дисперсией.

3. Больш оптич активн крист сущ в двух модификациях. При прохожд света через кристалл одной модификации, называемой правовращающей, или положительной, пл-ть поляриз повор-ся вправо, т. е. по часовой стрел­ке (для наблюдателя, смотрящего навстречу лучу). При прохожд света через кристалл другой модификации, называемой левовращающей, или отрицательной, плоскость поляризации поворачивается влево (против часовой стрелки). Знач удельн вращ для обеих модиф одного и того же оптически активн кристалла отличаются только знаком.

4°. Угол поворота пл-ти поляриз света при прохождении им пути l в оптич активном растворе равен

=[]cl = []DKl Здесь с — объемно-массовая концентрация оптически активного вещества в растворе (в кг/м ), D — плотность раствора, а К = с/D — долевая конц по массе, т. е. отношение массы оптически ак­тивного вещества к массе всего раствора. Коэфф пропорци­ональности [а ] называется удельным вращением, для постоянной вращения, раствора. Значение [] зависит от природы оптич ак­тивного вещ-ва и раствор-ля, длины волны света и температуры.

5°. Оптически неактивная среда приобр под действ внеш­н магн поля способн вращ пл-ть поляриз света, распространяющегося вдоль направления поля. Это явление на­зывается эффектом Фарадея, или магнитным вращением плоскости поляризации света. Угол поворота  пл-ти поляриз пропор­ц длине пути света в вещ-ве и напряж-ти H магнитного поля:  = VHl. Коэфф пропорц Указыв пос­тоянной Верде. Он зависит от природы вещества и длины волны света. Направл магн вращ пл-ти поляриз (для набл смотрящ вдоль магн поля) одинак при распр света как по напр вектора H, так и в обратн. В этом отн эф-т отлич от вращ пл-ти поляриз света в естест оптич активн средах.