Het Kerr-effect is een combinatie van driefenomenen. Bovendien werden het eerste en het derde fenomeen in 1875 ontdekt door J. Kerr. Dit is het zogenaamde elektro-optische effect. In 1876 ontdekte dezelfde wetenschapper het magneto-optische effect. Als resultaat werd een dergelijk effect onthuld, dat vergelijkbaar werd met het elektro-optische effect. Het gedroeg zich op vrijwel dezelfde manier in sterke optische velden. Ze begonnen het optisch te noemen.
classificatie
Het Kerr-effect is onderverdeeld in twee typen:
- magneto-optisch;
- licht-optisch.
Laten we ze allemaal in meer detail bekijken.
Elektro-optisch effect
Elke isotroop (gas, vloeistof of glas)optisch wordt het medium, dat voorheen in de elektrische veldzone was geplaatst, omgezet in een anisotroop medium met de eigenschappen van een uniaxiaal kristal. In dit geval is het de moeite waard om de functies te overwegen. De optische as van een dergelijk kristal heeft een lengterichting. Met andere woorden, het bevindt zich langs het elektrische veld.
Om het Kerr-effect te detecteren,het is noodzakelijk om een stroom monochromatisch licht door een polarisator te laten gaan (het kan bijvoorbeeld een Nicolas-prisma zijn). Stuur het vervolgens naar de zone van een platte condensator gevuld met een isotrope substantie.
De functie van een polarisator is om gepolariseerd licht op natuurlijke wijze om te zetten in een straal, maar op een lineaire manier.
Wat gebeurt er als de voorwaarden worden gewijzigd?Als er geen spanning op de condensator is aangesloten, blijft de polarisatie van de lichtbundel dus hetzelfde en wordt de lichtstroom zelf verzwakt in het tweede Nicolas-prisma. Ook de opstelling van de elementen is van belang. Het Nicolas-prisma staat haaks op de eerste, dat wil zeggen dat ze loodrecht op elkaar staan. Er wordt rekening gehouden met de brekingsindex.
Als de spanning is aangesloten, dan is het verledenhet proces van lineaire polarisatie, wordt de lichtgolf op zijn beurt verdeeld in twee componenten. Ze blijken gepolariseerd te zijn door een longitudinaal georiënteerde buitengewone golf. In dit geval staan beide delen onder een hoek van 90over tot een gewone golf, maar met verschillende snelheden.
Dit zorgt voor het faseverschil van de oscillerendegolfbewegingen, zowel gewoon als buitengewoon. Daarom gaat de totale (resulterende) lichtstroom gedeeltelijk door het analyseapparaat. Het wordt gepolariseerd, elliptisch.
Wat zal er gebeuren als in het interval tussen de volgende?heeft u het analyseapparaat en de geïnstalleerde Kerr-cel gevonden om de compensator te plaatsen? Het is ook mogelijk om het effect van volledige onderdrukking van de lichtstroom te bereiken door de werking van de analysator. Dit komt doordat de compensator de elliptische lichtpolarisatie omzet in een lineair gepolariseerde golf. Wat is kunstmatige optische anisotropie? We zullen hier verder over praten.
Uitleg van deze woning
Het werd voor het eerst voorgesteld in 1910 door Langevin, envervolgens in 1918 door Born. Tegelijkertijd waren de onderzoeken niet van elkaar afhankelijk. Hun mening is dat het elektrische veld op eigen kracht kleine moleculen van stoffen probeert te ontvouwen zodat hun richtingsmomenten (elektrisch en dipool) worden georiënteerd in de richting van het elektrische veld E. Bovendien, binnen het elektrische veld, zijn de momenten van moleculen voeren niet alleen richtingsveranderingen uit, maar tegelijkertijd ontstaan er extra dipoolmomenten in. Dus bijvoorbeeld in gasmoleculen in afwezigheid van zo'n elektrisch veld, bestaan ze niet.
Hoe beïnvloedt de brekingsindex dit?
Hierdoor ontstaan verschillend gerichte (in de richting langs en over) lichtstralenbundels.
Opgemerkt moet worden dat met een stijging van de temperatuur het proces van richtingsomkering vertraagt, aangezien het belemmerende effect van thermische beweging op de oriëntatie van atomen en moleculen is onthuld.
Door constant de waarden van de gebruikte hoeveelheden te meten, is het daarom mogelijk om de ellipsvormige polarisatie van de optica vast te stellen. Het stelt je ook in staat om de structurele componenten van deze moleculen en atomaire deeltjes te identificeren.
Bovendien is het Kerr-effect ook afhankelijk van:andere indicatoren. Allereerst is het de snelheid van heroriëntatie van moleculaire en atomaire deeltjes. Het is bekend dat een dergelijke indicator van een vloeistof met een laag molecuulgewicht een vrij grote numerieke waarde heeft. Dit is wat het kwadratische elektro-optische effect is.
Magnetisch-optisch effect
Het magneto-optische effect is:een van de belangrijkste eigenschappen van magneto-optica. Met andere woorden, het weerspiegelt het resultaat van de werking van het gemagnetiseerde medium op eigenschappen van de lichtstraal als de mate van intensiteit en het vermogen om te polariseren. In dit geval moet het licht worden gereflecteerd door het gehele oppervlak van het medium.
Dit effect werd in 1876 door Kerr beschreven in een experiment met gereflecteerd licht van een voorgepolijst magneetoppervlak.
Wat is de essentie ervan?Het bestaat uit de transformatie van een vlakgeoriënteerde gepolariseerde lichtstraal van het oppervlak van een ferromagneet, voorheen gemagnetiseerd, in een gepolariseerde, maar al in de vorm van een ellips.
Wat gebeurt er dan? Tegelijkertijd wijkt de grootste axiale component van de gepolariseerde ellips over een bepaalde hoek af van het polarisatievlak van de invallende lichtbundel.
Betekenis van deze ontdekking en de toepassing ervan
In feite was het de derde ontdekking door Kerrhet magneto-optische effect wordt volledig gebruikt om de elektronische structuren van die metalen en legeringen met ferromagnetische eigenschappen te bestuderen en te bestuderen. Deze stoffen kunnen objecten van een bepaalde samenstelling aantrekken. Simpel gezegd, het zijn eenvoudige magneten. Het kan ook worden gebruikt om de basis van (hoogoven) ferromagneten en de componenten van de meest oppervlakkige laag van een gepolijst metalen object te bepalen.
De relatie tussen de grootte van het effect wordt bepaaldKerr en de belangrijkste eigenschappen die het optische systeem karakteriseren, die in nauw contact stonden met het aangrenzende oppervlak van de magneet van het onderzochte medium. Een toename van de waarde van het effect is bijvoorbeeld mogelijk wanneer het wordt afgezet op de toplaag van een diëlektricum. Daarnaast kunnen we ook een beter afgebakend onderzoeksbeeld krijgen en vormen.
De wet
De wet van Kerr ziet er als volgt uit:
ne - Nover = Bλ0E.2,
Waar:
λ0 - lengte in vacuüm van een lichtgolf;
B is de Kerr-constante, afhankelijk van de aard van de stof, golflengte λ0 en temperatuur.
Voor de meeste stoffen is B> 0.
Waar is kunstmatige optische anisotropie op gebaseerd?
Dubbele breking kan optreden in natuurlijk voorkomende anisotrope omgevingen. Er zijn echter verschillende manieren om het te verkrijgen.
Optisch isotrope stoffen worden optisch anisotroop wanneer ze worden beïnvloed door:
- eenzijdige compressie of spanning (kristallen van een kubisch systeem, glazen, enz.);
- elektrisch veld (Kerr-effect, vloeistof, amorf lichaam, gas);
- magnetisch veld (vloeistof, glas, colloïde).
In deze gevallen wordt de stof een uniaxiaal kristal, de optische as begint samen te vallen met het vervormings-, elektrische of magnetische veld.
