Искусственное двойное лучепреломление

Анизотропия при деформациях. При одностороннем сжатии или растяжении направление деформации становится выделен­ным и играет роль оптической оси. Тело становится анизотроп­ным и двупреломляющим, разность показателей преломления которого

где и — напряжение (Па = Н/м²), k — коэффициент, завися­щий от свойств вещества.

Для наблюдения двойного лучепре­ломления исследуемое тело помещают между скрещенными поляризаторами, плоскости пропускания которых со­ставляют угол 45° с направлением де­формации (рис. 23).

Если тело имеет вид клина или другой более сложной формы, то в проходящем свете наблюдается картина в виде сис­темы так или иначе

	расположенных полос с максимумами и минимумами освещенности. При изменении напряжения кар­тина меняется. Этим пользуются при исследовании распределе­ния напряжений в сложных телах (конструкциях): изготавли­вают геометрически подобную модель из подходящего прозрач­ного материала,
Рисунок 23

подвергают ее нагрузке и по наблюдаемой между скрещенными поляризаторами картине судят о распре­делении внутренних напряжений. Этот метод значительно упрощает весьма трудоемкую работу по расчету напряжений в новых конструкциях.

Анизотропия в электрическом поле. Возникновение двойного лучепреломления в жидкости и в аморфных телах под воздейст­вием электрического поля — эффект Керра — нашел широкое применение как в науке, так и в технике эксперимента. Схема установки для наблюдения этого эффекта показана на рис. 24.

	Между двумя скрещен­ными поляри­заторами Р и Р' помещают ячейку Керра — исследуемую жидкость между об­кладками конденсатора в кювете.
Рисунок 24

При создании электрического поля, напряженность кото­рого составляет угол 45° с плоскостями пропускания поляриза­торов, среда становится оптически анизотропной, двупреломляющей, оптическая ось которой совпадает с направлением вектора .

Возникающая разность показателей преломления обыкно­венной и необыкновенной волн оказывается при этом равной следующему выражению:

где — длина волны света, В — постоянная Керра, имеющая особенно большое значение у нитробензола (2,2-1(Г¹⁰ см/В²).

Эффект Керра: Разность фаз обыкновенного и необыкновенного луча после прохождения такой ячейки , гдеB – постоянна Керра.

Наиболее важной особенностью эффекта Керра, обусловли­вающей его широкое применение, является весьма малая инер­ционность (до 10~¹² с!). Это, в частности, позволяет осущест­вить практически безинерционный оптический затвор, с помо­щью которого изучают весьма быстро протекающие процессы. Такой затвор представляет собой по существу «лупу времени».

Изменение оптических свойств кристалла под действием внешнего электрического поля называют электрооптическим эффектом Поккелъса. В отличие от эффекта Керра, квадратич­ного по , эффект Поккельса зависит линейно от .

Вращение плоскости поляризации

При прохождении плоскополяризованного света через оптически активное вещество К (см. рис. 25) плоскость поляризации поворачивается на угол, пропорциональный длине пути света в этом веществе:

.

Если это вещество – жидкость, то , где– удельная постоянная вращения,c – концентрация вещества, растворённого в жидкости.

	Измерение угла поворота плоскости поляризации лежит в основе методов определения концентрации оптически активных веществ. Этим пользуются, в частности, для определения концентрации сахара в производственных растворах и биологи­ческих объектах (кровь, моча).
Рисунок 25