十五、旋光现象和电磁场的光效应(§14-15)

    1. 旋光现象

    线偏振光通过某种透明物质其振动面会以光的传播方向为轴旋转一定的角度,这就是旋光现象。

    (1)  按照菲涅耳对物质旋光性的唯象说明,沿光轴方向传播的线偏振光,是由两个旋转方向相反、频率相同的圆偏振光所组成,这两个圆偏振光有不同的传播速度,致使通过旋光物质后合成的线偏振光的振动面与原先相比转过了某个角度。

    (2)  对于固体旋光物质,振动面转过的角度q正比于光在旋光物质内通过的距离l,即

                             q = a l .

    对于液体旋光物质,还与溶液的浓度c成正比,即

                             q = a c l .

    (3)  物质的旋光性与入射光的波长有关,波长不同振动面旋转的角度也不同,这种现象称为旋光色散。

    (4)  旋光物质有左旋和右旋之分。

    2. 磁致旋光效应

    (1)  透明介质在磁场的作用下产生的旋光性,称为磁致旋光效应。振动面的旋转角q正比于光在介质中通过的距离l,正比于介质内的磁感应强度B,即

                             q = V l B .

    (2)  磁致旋光性的右旋和左旋,与光相对于磁场的传播方向有关,若光沿磁场方向传播是右旋的,则逆着磁场方向传播变为左旋。这是磁致旋光性与天然旋光性显著差异之处。

    3. 电光效应

    (1)  有些各向同性的透明介质在外加电场的作用下,转变为具有单轴晶体特性的各向异性物质,从而产生双折射现象,这称为克尔效应。

    a)  有显著克尔效应的透明介质一般为液体;

    b)  单轴晶体的光轴与电场方向一致;

    c)  由克尔效应所引起的o光和e光的相位差与外加电场强度(或电压)的平方成正比,与光在介质中通过的距离成正比,可表示为

                              d = 2 p k l E 2 .

    d)  克尔盒作为高速光开关和光调制器,在高速摄影、影视制作和激光通讯等方面广泛使用。

    (2)  某些晶体,特别是压电晶体,在外加电场的作用下,改变了原先各向异性的性质(如沿原先光轴的方向产生了附加的双折射效应),这种电光效应称为泡克耳斯效应。泡克耳斯效应与克尔效应相比,有以下特点:

    a)  具有泡克耳斯效应的透明介质一般为晶体;

    b)  泡克耳斯效应是线性电光效应,由附加双折射效应所引起的o光和e光的相位差与外加电场强度(或电压)的一次方成正比,而在克尔效应中,oe两光的相位差与外加电压的平方成正比,所以用泡克耳斯盒代替克尔盒,更适合于制作光调制器等器件;

    c)  因为泡克耳斯盒所需施加的电压比克尔盒低得多,前者只有后者的1/51/10,甚至更低,所以使用上十分方便。

       
XML 地图 | Sitemap 地图