Ефект Керра

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Ефект Керра — явище зміни показника заломлення в електричному полі. Ефект проявляється здебільшого як виникнення подвійного променезаломлення. Розрізняють електро-оптичний ефект Керра, коли показник заломлення змінюється в постійному зовнішньому електричному полі, і оптичний ефект Керра, коли показник заломлення змінюється в електричному полі самої елекромагнітної хвилі. Величина зміни показника заломлення в ефекті Керра пропорційна квадрату електричного поля, тому електро-оптичний ефект Керра часто називають квадратичним електро-оптичним ефектом.

Ефект названо на честь шотландського фізика Джона Керра, який відкрив його у 1875 році.

Закон Керра[ред.ред. код]

При виникненні подвійного променезаломлення різниця між показниками заломлення незвичайної та звичайної хвилі задається формулою:

 n_e - n_0 = \lambda K E^2 ,

де  \lambda - довжина хвилі, K - характерна для середовища стала, яку називають сталою Керра, E - напруженість електричного поля.

Якісний опис[ред.ред. код]

Під впливом зовнішнього постійного або змінного електричного поля в середовищі може спостерігатися подвійне променезаломлення, внаслідок зміни поляризації речовини. Нехай коефіцієнт заломлення для звичайного променя дорівнює n_o , а для незвичайного - n_e . Розкладемо різницю коефіцієнтів заломлення n_o-n_e , як функцію зовнішнього поля E , за степенями E. Якщо до накладення поля середовище було неполяризоване і ізотропне, то n_o-n_e має бути парною функцією E (при зміні напрямку поля ефект не повинен міняти знак). Значить, в розкладі за степенями E повинні бути присутні члени лише парних порядків, починаючи з E^2 . У слабких полях членами вищих порядків можна знехтувати, в результаті чого

n_e-n_o = k \vec{E}^2.

Ефект Керра зумовлений, головним чином, гіперполяризованістю середовища, що відбувається в результаті деформації електронних орбіталей атомів або молекул або внаслідок переорієнтації останніх. Оптичний ефект Керра є дуже швидким, оскільки в твердих тілах може відбутися тільки деформація електронної хмари атома.

Кількісна теорія[ред.ред. код]

Кількісна теорія для газів була побудована Ланжевеном в 1910 році.

Параметром речовини, який характеризує можливість спостереження в даній речовині ефекту Керра, є сприйнятливість третього порядку, оскільки ефект пропорційний напруженості електричного поля в третьому степені (у наведеному вище рівнянні електричне поле - поле світлової хвилі).

Дивіться також[ред.ред. код]


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.