Искусственная анизотропия. 
Физика: оптика. 
Элементы атомной и ядерной физики. 
Элементарные частицы

Двойное лучепреломление можно наблюдать и в изотропных средах (аморфных телах), если подвергнуть их механическим нагрузкам.

Изотропное тело, подвергнутое упругим деформациям, может стать анизотропным и изменить состояние поляризации проходящего света. Это явление, открытое в 1818 г. Брюстером, получило название фотоупругости, или пьезооптического эффекта. При одностороннем растяжении или сжатии тело становится подобным одноосному кристаллу с оптической осью, параллельной направлению приложенной силы. Мерой возникающей при этом оптической анизотропии служит разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей. Опыт.

d F

показывает, что эта разность пропорциональна напряжению, а = —.

dS

в данной точке тела. От этого напряжения будет зависеть разность показателей преломления п₀ —п_е = /са, где к — коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств вещества.

Поместим стеклянную пластинку Q между двумя поляризаторами — Р и А (рис. 1.5.12).

В отсутствие механической деформации свет через них проходить не будет. Если же стекло подвергнуть деформации, то свет может пройти, причем картина на экране получится цветная. По распределению цветных полос можно судить о распределении напряжений в стеклянной пластинке (рис. 1.5.13).

Это явление широко используется для определения прочности деталей. Помещая прозрачные фотоупругие модели между поляризатором и анализатором и подвергая их различным нагрузкам, можно изучать распределения возникающих внутренних напряжений.

Явление искусственной анизотропии может возникать в изотропных средах под воздействием электрического поля — эффект Керра. На рис. 1.5.14 изображена так называемая ячейка Керра.

Если поляризаторы скрещены, то в отсутствие поля свет через ячейку Керра нс проходит. В электрическом поле между пластинками конденсатора жидкость (используется обычно нитробензол) становится анизотропной. Свет, прошедший через кювету, поворачивает плоскость поляризации, и система становится прозрачной. Ячейка Керра может служить затвором света, который управляется потенциалом одного из электродов конденсатора, помещенного в ячейку.

На основе ячеек Керра построены практически безынерционные затворы и модуляторы света с временем срабатывания до КГ¹² с.

Величина двойного лучепреломления прямо пропорциональна квадрату напряженности электрического поля: Ап = пкЕ² (закон Керра). Здесь п — показатель преломления вещества в отсутствие поля; Ап = п_е — п_о, где п_е и п_о — показатели преломления для необыкновенной и обыкновенной волн; к — постоянная Керра.

Оптическая разность хода в эффекте Керра

Рис. 1.5.13