§ 22.6. Эффект Керра. Инженерные применения поляризации света

Еще один интересный пример — двойное лучепреломление в жидкостях. Рассмотрим жидкость, состоящую из длинных асимметричных молекул, которые несут вблизи своих концов распределенный положительный или отрицательный заряд, т. е. молекулы являются электрическими диполями. Сталкиваясь, молекулы в жидкости принимают любую ориентацию, причем какого-либо преимущественного направления ориентации не существует. Но если приложить электрическое поле, молекулы начнут выстраиваться вдоль поля и в этот самый момент жидкость становится двоякопреломляющей средой. Взяв два поляроида и прозрачную ячейку с жидкостью такого сорта, можно создать устройство, которое пропускает свет только при включении электрического поля. В результате мы получаем электрический переключатель для света, который называют ячейкой Керра (рис.22.9). А сам эффект, когда в жидкости возникает двойное лучепреломление под действием электрического поля, называется эффектом Керра. Эффект Керра широко используется в технике. Конденсатор Керра (ячейка Керра) применяется в качестве безинерционного светового затвора для модулирования света в звуковом кино, а также в ряде специальных устройств и для научных исследований. Безинерционность действия ячейки Керра объясняется тем, что время исчезновения анизотропии после выключения поля порядка 4·10^-12 с.

Применение поляризованного света

- плавная регулировка освещённости с помощью двух поляроидов;

- для гашения бликов при фотографировании (блики гасят, поместив между источником света и отражающей поверхностью поляроид)

- для устранения слепящего действия фар встречных машин.

Примеры решения задач.

Задача 8.Луч света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду, показатель преломления водыn₁= 1,33. При каком угле падения отраженный луч максимально поляризован?

Решение.

Дано	Согласно закону Брюстера
n1 = 1,33	,
n2 = 2,42
i1	i1 = 6115

Задача 9.Анализатор в два раза уменьшает интенсивность света, проходящего к нему от поляризатора. Определить угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.

Решение.

Дано	Согласно закону Малюса
	, имеем


,  = 45.

Задача 10.Угол поворота плоскости поляризации желтого света натрия при прохождении через трубку с раствором сахара= 40. Длина трубки= 15 см. Удельное вращение сахара []= 66,5 град/(дм∙г/см³). Определить концентрацию сахара.

Решение.

Дано	Угол поворота плоскости поляризации
 = 40	монохроматического света в растворах
 = 1,5 дм	 = []C, отсюда
[] = 66,5 град/(дм∙г/см3)
C	г/см3