11. Искусственное двойное лучепреломление

Двойное лучепреломление может возникать в прозрачных изотропный телах, а также в кристаллах кубической системы под влиянием различных воздействий. Например, при механической деформации. При этом разность показателей о и е лучей пропорциональна механическому напряжению:

Обычно в скрещенных поляризаторах стекло света не пропускает. Но, если стекло деформировать, то свет начинает проходить через систему, причем при освещении белым светом в прошедших лучах картина испещрена цветными полосами. Каждая полоса соответствует одинаково деформированным местам стекла. На этом основывается оптический метод исследования напряжений с помощью прозрачных моделей.

Стеклянные изделия подобным образом можно исследовать на наличие остаточных напряжений.

В 1875 году КЕРР обнаружил возникновение двойного лучепреломления в жидкостях и аморфных телах под действием электрического поля. Это явление получило название ЭФФЕКТ КЕРРА. При этом оказалось что

Эффект Керра объясняется оптической анизотропией молекул жидкости, т.е. различной поляризуемостью молекул жидкости по различным направлениям. В отсутствие поля молекулы ориентированы хаотически, поэтому жидкость в целом не обнаруживает анизотропии. Внешнее поле ориентирует молекулы жидкости, и она приобретает анизотропные свойства.

Время, в течение которого появляется или исчезает анизотропия при включении и выключении поля, составляет с. Поэтому эффект Керра используют для сверхбыстрого переключения потоков света.

12. Вращение плоскости поляризации

При прохождении плоско поляризованного света через некоторые вещества наблюдается вращение плоскости колебаний светового вектора. Вещества, обладающие такой способностью, называются оптически активными. К ним принадлежат кварц, киноварь, скипидар, никотин, растворы сахара, винной кислоты. Угол поворота пропорционален пути, пройденному лучом в оптически активном веществе:

к оэффициент называется постоянной вращения. В растворах угол поворота пропорционален также концентрации с активного вещества:

-удельная постоянная вращения.

В зависимости от направления вращения различают правовращающие и левовращающие вещества. Если смотреть навстречу лучу, то в правовращающих веществах поворот происходит по часовой стрелке.

Для объяснения этого явления Френель предположил, что в оптически активных веществах лучи поляризованные по кругу вправо и влево распространяются с неодинаковой скоростью. Плоско поляризованный свет можно представить как сумму двух поляризованных по кругу волн, с правой и левой поляризацией, но с одинаковыми частотами и амплитудами. Если скорости обеих волн окажутся неодинаковыми, то одна из них будет отставать, что приведет к повороту плоскости поляризации исходного луча.

Различие скоростей света волн с разным направлением круговой поляризации обусловлено асимметрией молекул или асимметричным расположением атомов в кристалле.

Оптически неактивные вещества приобретают способность вращать плоскость поляризации под действием магнитного поля. Это явление было обнаружено Фарадеем и иногда называется ЭФФЕКТ ФАРАДЕЯ. Угол поворота пропорционален пути луча в веществе и напряженности магнитного поля :

- постоянная ВЕРДЕ или удельное магнитное вращение.

Магнитное вращение плоскости поляризации обусловлено возникающей под действием магнитного поля прецессий электронных орбит.