Kerr effekti va undan foydalanish

2.3. Kerr effekti
1875 yilda Kerr suyuqliklarda (amorf qattiq jismlarda ham) elektr maydon ta’sirida ikkilanma nur sindirish vujudga kelishini kashf qildi.Bu hodisani Kerr effekt deb atalgan.1930 yilda Kerr effekti gazlarda ham kuzatildi. Bu effekt fan-texnika keng qo‘llaniladi.
8-rasmda Kerr effektini suyuqliklarda kuzatish uchun ishlatiladigan qurilmaning sxemasi tasvirlangan. Qurilma o‘zaro perpendikulyar va qutblagichlar orasiga joylashtirilgan Kerr yacheykasidan iborat. Kerr yacheykasi ichiga suyuqlik solingan germetik vannachadan iborat bo‘lib, unga kondensator plastinkalari kiritilgan bo‘ladi.

Plastinkalapra kuchlanish yuborilganda ular orasida amaldabir jinsli elektr maydon vujudga keladi. Bu maydonning kuchlanganligi bilan qutblagichlarning o‘tkazish tekisliklari orasidagi burchak 45˚ ni tashkil qiladi. Muhit optik anizotrop, ikkilantirib sindiruvchi bo‘lib qoladi va uning optik o‘qi vektorning yo‘nalishi bilan ustma-ust tushadi. Bu maydon ta’sirida suyuqlik o‘zida shunday bir o‘qli kristall xossalarini vujudga keltiradiki, uning optikaviy o‘qi maydon bo‘yicha orientatsiyalangan bo‘ladi. va sindirish ko‘rsatkichlarining ayirmasi maydon kuchlanganligi ning kvadratiga proporsional bo‘ladi:
, (4)
bu erda – yorug‘likning to‘lqin uzunligi, – moddaning temperaturasiga va yorug‘likning to‘lqin uzunligiga bog‘liq bo‘lgan Kerr doimiysi.
Kondensatorda uzunlikdagi yo‘l davomida oddiy va g‘ayrioddiy to‘lqinlar orasida quyidagi yo‘llar ayirmasi

yoki quyidagicha fazalar farqi
(5)
hosil bo‘ladi, bu erda – moddaning xossalariga bog‘liq bo‘lgan proporsionallik koeffitsienti bo‘lib, u Kerr doimiysi bilan quyidagicha bog‘langan .
(4) va (5) ifodalarga maydon kuchlanganligining kvadrati kiradi SHuning uchun maydonning yo‘nalishi o‘zgarganda ayirmaning hamda faza farqining ishorasi o‘zgarmaydi.
Ma’lum suyuqliklar ichida nitrobenzol ( ) ning Kerr doimiysi eng katta bo‘lib, u ni tashkil etadi.
Kerr effektiga suyuqlik molekulalarining optikaviy anizotropiyasi sabab bo‘ladi, ya’ni molekulalarning turli yo‘nalishlar bo‘yicha turlicha qutblanishi sabab bo‘ladi. Elektr maydon bo‘lmaganda molekulalar tartibsiz orientatsiyalangan bo‘ladi, shu sababli suyuqlikda umumiy anizotropiya bo‘lmaydi. Elektr maydon ta’sir qilganda molekulalar shunday buriladiki, natijada ularning yo dipol elektr momentlari (qutbiy molekulalarda) yoki eng ko‘p qutblanish yo‘nalishlari (qutbiy bo‘lmagan molekulalarda) maydon yo‘nalishi bo‘yicha orientatsiyalanib qoladi. Buning natijasida suyuqlik anizotrop bo‘lib qoladi. Elektr maydonning orientatsiyalovchi ta’siriga molekulalarning issiqlik harakati qarshilik ko‘rsatadi. Bu tajriba vaqtida temperaturaning ko‘tarilishi bilan Kerr doimiysi ning kamaya borishiga sabab bo‘ladi.
Eng ko‘p molekulalarning orientatsiyasi hosil bo‘lishi uchun (elektr maydon ta’sir eta boshlagach), yoki uning butunlay yo‘qolib ketishi uchun (elektr maydonning ta’siri to‘xtatilgach) 10^-10 sekundga yaqin vaqt o‘tadi. SHunday qilib, o‘zaro perpendikulyar qutblagichlar orasiga joylashtirilgan Kerr yacheykasi amalda inersiyasiz yorug‘lik zatvori vazifasini bajara oladi. Kondensator plastinkalarida kuchlanish bo‘lmaganda zatvor yopiq bo‘ladi. Kuchlanish ulanganda zatvor birinchi qutblagichga tushayotgan yorug‘likning ko‘p qismini o‘tkazib yuboradi.