/p>
Оскільки процеси поляризації молекул і їх орієнтація в електричному полі відбуваються за дуже короткі часи, слід очікувати, що і час виникнення та знищення ефекту Керра при накладення та зняття електричного поля повинно бути такого ж порядку. Дійсно, досліди Абрагама і Лемуана 5, розпочаті ще в 1899 році і неодноразово продовжені іншими дослідниками, показали, що цей час менше 10 - 8 с, а в деяких випадках навіть менше 10 - 9 с. точність всіх цих дослідів була недостатня, щоб висловити більш певні судження. Це вдалося тільки внаслідок розвитку лазерної техніки, що дозволила отримувати короткі імпульси (з тривалістю близько 10 - 12 с) потужного лазерного випромінювання (з середньою напруженістю електричного поля в кілька десятків кВ/см).
Такі світлові поля, хоча вони і не є статистичними, здатні викликати подвійне переломлення в осередках Керра. Принципова схема досвіду наведена на рис. 2.
Рис. 3. Схема спостереження ефекту Керра в змінних полях
Справа наліво через осередок Керра До проходить промінь 1 блакитного світла, перетерпіти потім відбиття від напівпрозорої пластинки S і потрапляє в фотоумножувач ФЕУ. Якщо николи N1 і N2 схрещені, то світло в фотоумножувач не потрапляє.
Однак, якщо через осередок Керра зліва направо пропустити потужний імпульс світла від лазера L, то при проходженні променя через осередок він викличе в досліджуваній рідині подвійне заломлення світивши 1, і світло почнуть надходити в фотоумножувач. Якщо на той же осередок накласти статистичне електричне поле і підібрати його напруженість так, щоб виникла така ж різниця фаз між незвичайним і звичайним променями, що і в попередньому випадку, то можна порівняти постійні Керра в статистичному і змінному полях лазерного випромінювання.
Виявилося, що в НЕ дипольних рідинах постійні Керра в обох випадках практично збігаються. У дипольних рідинах при переході від статистичного поля до змінного полю лазерного випромінювання постійна Керра зменшується. Так, у разі нітробензолу вона зменшується приблизно в 100 разів.
Вже описаний досвід дозволяє оцінити тривалість існування ефекту Керра. Більш точні результати дають вимірювання, наведеною в рис.4
Рис. 4. Схема для вимірювання тривалості існування ефекту Керра
Потужний інфрачервоний імпульс від лазера з тривалістю близько 10-12 і довжиною хвилі l=1 060 нм проходить через кристал дигидрофосфата калію (KDP). Через нелінійного ефекту подвоєння частоти незначна частина світла перетворюється на зелене світло довжиною хвилі l=530 нм. Дзеркало S1 пропускає інфрачервоний промінь і відображає зелений. Дзеркало S2, навпаки, пропускає зелений промінь, але відображає інфрачервоний. Обидва промені проходять через осередок Керра К з досліджуваної рідиною, розташовану між схрещеними Миколи N1 і N2. За Миколу N2, поставлений світлофільтр F, що затримує інфрачервоне випромінювання і пропускає на фотоумножувач ФЕУ зелене. Якщо після дзеркала S2 імпульс зеленого випромінювання йде попереду потужного інфрачервоного імпульсу, не перекриваючи з ним, то, зрозуміло, зелене світло не може досягти фотоумножителя. Помістивши на шляху зеленого променя платівку Р, можна затримати зелений імпульс щодо інфрачервоного і по товщині пластинки виміряти час затримки t. Розташовуючи набором пластинок різної товщини, можна змінювати час затримки t. Досліди, показали, що у найпростішому випадку інтенсивність минаючого світла, реєстрована фотоумножителем, змінюється експоненціально за законом Постійна t0 має сенс часу релаксації анізотропії рідини, викликаної інфрачервоним імпульсом. Вона і є мірою тривалості ефекту Керра. Вимірювання дали для сірковуглецю t0=2 * 10-12С, а для нітробензолу t0=5 * 10-11с.
Розглянемо тепер механізм виникнення подвійного заломлення в змінних полях. Якщо молекули полярні, в одну половину періоду їх постійні дипольні моменти прагнуть орієнтуватися в напрямку зовнішнього електричного поля. У наступну половину періоду, коли зовнішнє поле змінить напрямок на протилежний, виникне така ж, але протилежно спрямована орієнтація. Ефекти орієнтації, викликані такими полями, віднімаються. У низькочастотних полях (в радіодіапазоні) в кожен момент часу встановлюється орієнтація, відповідна миттєвому значенню електричного поля. У цьому випадку явище протікає так само, як встатистичних полях.
Однак у високочастотних полях (з довжинами хвиль коротше 1 см) орієнтація постійних дипольних моментів практично припиняється. У таких полях постійні дипольні моменти р 0 не можуть грати ролі у виникненні анізотропії, а сней та подвійного заломлення середовища. Орієнтація обумовлена ??тільки індукованими дипольними моментами. В одну половину періоду, коли електричне поле направлено в певну сторону, індуковані дипольні моменти створюють моменти сил, які прагнуть пріблізтесь осі найбільшою поляризуемости молекул до н...
