Оптически изотропные вещества могут стать анизотропными под действием ряда внешних воздействий, это явление называют искусственной оптической анизотропией.
Фотоупругость (или пьезооптический эффект) - возникновение оптической анизотропии в первоначально изотропных веществах под воздействием механических напряжений Этот эффект первыми обнаружили Т. Зеебек (1813г.) и Д. Брюстер (1816г.). Например, при одностороннем сжатии или растяжении стеклянная пластина приобретает свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает с направлением сжатия или растяжения. При этом разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей в направлении, перпендикулярном оптической оси, пропорциональна напряжению σ
no – ne = k σ,
где k – коэффициент, зависящий от свойств вещества. Явление искусственной оптической анизотропии при деформациях используется для обнаружения остаточных внутренних напряжений, которые могут возникать в изделиях из стекла и других прозрачных изотропных материалов вследствие несоблюдения технологии их изготовления. Оптический метод изучения на прозрачных моделях распределения внутренних напряжений, возникающих в различных деталях машин и сооружений широко применяется в современной технике.
Эффект Керра – Д. Керр (1875г.) исследовал связь между оптическими и электрическими явлениями и установил, что оптически изотропный диэлектрик в достаточно сильном электрическом поле приобретает свойства одноосного двояко преломляющего кристалла, оптическая ось которого совпадает с направлением напряженности электрического поля.
Схема установки для исследования эффекта Керра показана на рис. Ячейку Керра поместили между скрещенными поляризатором и анализатором. Ячейка Керра представляет собой герметичный сосуд а с жидкостью, в которую погружены обкладки плоского конденсатора. При подаче на пластины напряжения между ними возникает однородное электрическое поле. Под действием этого поля жидкость приобретает свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого ориентирована вдоль поля. Возникающая разность показателей преломления no
и ne
пропорциональна квадрату напряженности поля Е
no – ne = k Е2,
или разность фаз
или 
где В – постоянная Керра, зависящая от природы вещества, длины волны λ0 и температуры, l – длина ячейки Керра.
Эффект Керра объясняется различной поляризуемостью молекул по разным направлениям. В отсутствие поля молекулы ориентированы хаотично, поэтому жидкость не обладает анизотропией, Под действием поля молекулы поворачиваются так, чтобы в направлении поля были ориентированы либо их дипольные электрические моменты (у полярных молекул), либо направление наибольшей поляризуемости (у неполярных молекул). В результате жидкость становится оптически активной. Эффект Керра безынерционен: время, за которое вещество переходит из анизотропное состояние в изотропное и обратно, не превышает 10-9с. Ячейки Керра применяются при записи звука на кинопленку, а в сочетании со скещенными поляризатором и анализатором в скоростной съемке.
Эффект Коттона–Мутона (аналог эффекта Керра в магнитном поле)- это явление возникновения оптической анизотропии у некоторых веществ при помещении их в магнитное поле. В достаточно сильных магнитных полях возникает анизотропия, появляется двойное лучепреломление. В этом случае среда ведет себя как оптически одноосный кристалл, ось которого совпадает по направлению с вектором напряженности магнитного поля H. Возникающая разность показателей преломления для необыкновенного и обыкновенного лучей монохроматического света при его распространении в направлении, перпендикулярном вектору Н, и пропорциональна квадрату напряженности поля Н:
nе – no = Cλ0 H2
где C – постоянная Коттона–Мутона, зависящая от природы вещества, длины волны λ0 и температуры.
Линейный электрооптический эффект Поккельса – явление изменения двойного лучепреломления вещества из-за смещения собственной частоты во внешнем электрическом поле:
nе – no = αE.
В отличие от эффекта Керра электрооптический эффект Поккельса пропорционален напряженности электрического поля.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему