внянь інтенсивності різних частин поля зору. Останній метод є значно більш точним і увійшов у загальне вживання після роботи БРЕС, який за допомогою дотепної напівтіньовій установки домігся точності в 1/20000 довжини хвилі. Існує кілька прекрасних описів методів вимірювання подвійного променезаломлення і їх вживань (28-80) до вимірювання D. Тому немає необхідності зупинятися на цих методах докладніше. Нещодавно, за допомогою фотоелемента, була досягнута велика точність у визначенні D.
Якщо досліджувана речовина є провідником, то вищевказані методи незастосовні, оскільки неможливо підтримувати постійне електричне поле в елементі Керра, не нагріваючи або НЕ розкладаючи середу. Звідси необхідність включення поля тільки на дуже короткий час, щоб уникнути підвищення температури внаслідок провідності.
Загальна схема установок наведена на рис. 2. Монохроматичне світло поляризується Николем N 1 під кутом 45 ° до вертикалі, проходить через елемент Керра К з вертикальними пластинами, потім через другий горизонтальний елемент До 2 і, нарешті, через уздовж другої николь N 2, схрещений з першим. Якщо в К 1 помістити речовина з відомою постійною Керра У 1, то можна визначити невідому постійну У 2 для речовини, поміщеного в До 2 (якщо тільки В 1 і В 2 одного знака; якщо вони різних знаком, то пластини До 2 встановлюються паралельно пластинам До 1). До обох елементам докладають один і той же потенціал і міняють відстань між пластинами До 2 до тих пір, поки подвійне переломлення в До 1, що не буде компенсовано в К 2, тобто поки світло не перестане зовсім проходити через N 2. Тоді
. (3)
Рис. 2. Загальна схема вустановок
Необхідно відзначити, що пластини обох конденсаторів повинні бути строго перпендикулярні (або паралельні) один одному, щоб уникнути обертання площини поляризації.
3. Теорія електрооптичного ефекту Керра
Надалі передбачається, що зовнішнє електричне поле однорідне, а промінь розповсюджується перпендикулярно до нього. Зовнішнє поле позначається через Е 0 на відміну від поля Е самої хвилі. Очевидно різниця ne -n ??0 є функцією компонент поля E ox, E oy, E oz. якщо (вільна від поля) Середа изотропна, то ця функція не може залежати від напрямку вектора Е 0. Зокрема, вона не повинна змінюватися при зміна знаків своїх аргументів, тобто бути парному по відношенню до кожного з них. Тому її розкладання в степеневий ряд повинно містити лише парні ступеня. У слабких електричних полях, якими є всі поля, застосовувані на досвіді, можна зберегти тільки перші - квадратічние- члени цього розкладання. В силу вже зазначеної изотропии середовища вони увійдуть тільки у вигляді квадратів E 2 ox, E 2 oy, E 2 oz і притому з одним і тим же коефіцієнтом. Тому їх можна об'єднати, написавши
(4)
Де коефіцієнт q залежить тільки від роду речовини та її стану, а також від довжини світлової хвилі l. Досвід дійсно підтвердив формулу (4). Різниця фаз між незвичайним і звичайним променями після проходження через конденсатор буде
(5)
Де - товщина прохідного шару речовини, а - так звана постійна Керра. Вона збільшується при зменшенні довжини хвилі (дисперсія) і сильно зменшується з підвищенням температури (див. Таблицю).
Таблиця. Значення постійної Керра для деяких рідин і газів при тиску 760 мм.рт.ст у разі газів
ВеществоТемпература, ° СПостоянная Керра В, СГСЕ-ед.ВеществоТемпература, ° СПостоянная Керра В, СГСЕ-ед.ЖідкостіГазиНітробензол202,2 * 10 - 5 Етиловий спірт189,2 * 10 - 10 Нітротолуол201,2 * 10- 5 Ацетон835,4 * 10 - 10 Хлорбензол201 * 10 - 6 Сероуглерод573,6 * 10 - 10 Вода204,7 * 10 - 7 Етиловий ефір63-0,66 * 10 - 10 Сероуглерод203,2 * 10 - 7 етиленовими спірт20-1, 7 * 10 - 10 Бензол206 * 10 - 8 Хлороформ20-3,5 * 10 - 8
Для більшості речовин, т.е. постійна Керра позитивна. Це відповідає анізотропії позитивного кристала. Значно рідше зустрічаються випадки, коли В lt; 0 (етиловий ефір, багато масла і спирти). Максимальним значенням В з усіх досліджених речовин має нітробензол.
Щоб скласти уявлення про порядок величини ефекту Керра, наведемо наступний приклад. Нехай відстань між пластинами «конденсатора Керра» 4 одно 1 мм, а напруга між ними 1500 В, так що Е 0=15000 В/см=50 СГСЕ-од. Якщо конденсатор заповнений рідким нітробензолом, то при l=5 см виникла різниця фаз буде. Такий конденсатор може служити платівкою l/4. Неважко виявити і значно менші різниці фаз. Тому ефект Керра в нітробензол знаходить широкі технічні застосування.
Ефект Керра - явище більш просте і теоретично краще вивчено, ніж штучна анізотропія при механі...
