Qutblanish va qutblanish tekisligining aylanishi

2. Optik anizotropiyani sun’iy ravishda hosil qilish

Yuqorida qaralgan yorug‘likning ikkiga ajralib sinishi tabiiy holda ya’ni tabiy anizotrop kristallarda yuz beradi. Anizotropiyani suniy ravishda tashqi ta’sir yordamida izotrop muhitlarda ham hosil qilish mumkin Shaffof jismni siqish (yoki cho‘zish) natijasida o‘ziga xos shunday xususiyat yuzaga keladiki, u optik o‘qi siqilishi (yoki chuzilishi) yo‘nalishida bo‘lgan anizatrop kristallni eslatadi.⁴

2.1-rasm Kerr effekti. Suyuq yoki gazsimon izotrop dielektrik elektr maydoniga joylashtirilganda su’niy anizotropiya vujudga kelishini J.Kerr aniqlagan. Shuning uchun bu hodisa Kerr effekti deb nom olgan.

Bunday vaqtda jism mexanik deformatsiya natijasida kvazikristalga aylanadi deyish ham mumkin.

T.Zeebek va D.Bryuster mexanik deformatsiya ta’siri tufayli izotrop materiallarda yorug‘likning ikkiga ajralib sinishini kuzatdilar. Tajribalardan aniqlanishicha optik o‘qqa perpendikulyar yo‘nalishlardagi oddiy va g‘ayrioddiy nurlarning sindirish ko‘rsatkichlarining farqi jismga ta’sir etayotgan kuchlanish kattaligiga, ya’ni yuza birligiga to‘g‘ri kelgan kuch kattaliga proporsionaldir:

n₀-n_e=k*P

b
u yerda

,

k - shu jismlarning xususiyatlariga bog‘liq bo‘lgan koeffitsiyent.

Kerr effekti. Suyuq yoki gazsimon izotrop dielektrik elektr maydoniga joylashtirilganda su’niy anizotropiya vujudga kelishini J.Kerr aniqlagan. Shuning uchun bu hodisa Kerr effekti deb nom olgan. Bu hodisani o‘rganish uchun qo‘llaniladigan chizma quyidagicha (2.1-rasm)

N
₁ polyarizator va N₂ analizator oralig‘iga biron idishga solingan suyuqlik (masalan, nitrobenzol) joylashtiriladi. Suyuqlikka joylashtirilgan metall plastinkalarga potensiallar farqi berilsa suyuqlik yorug‘likni ikkiga ajratib sindirish xususiyatiga ega bo‘ladi. Kerr effekti dielektrik qutblanishining samarasidir. Tashqi elektr maydoni ta’sirida dielektrik molekulalari elektr maydon yo‘nalishiga nisbatan ma’lum yo‘nalishda oriyentatsiyalanadi. Bu esa dielektrikni anizotropik xususiyatiga xususan optik anizotropiyaga erishishiga sabab bo‘ladi. Tajribalarning ko‘rsatishicha,  to‘lqin uzunligi tayinli bo‘lgan monoxromatik yorug‘likda sindirish ko‘rsatkichlarining n_e - n₀ ayirmasi Е maydon kuchlanganligining kvadratiga proporsional bo‘ladi:

(demak, nurlarning l yo‘lda ega bo‘ladigan yo‘l farqi quyidagiga teng bo‘ladi:

(

bu yerda maydon bir jinsli deb, nur esa maydon yo‘nalishiga perpendikulyar yo‘naladi deb faraz etiladi). Bu ayirmani to‘lqin uzunliklari orqali ifodalab, faza siljishini topamiz:

,

bu yerda Kerr doimiysi. ning Е ga kvadratik bog‘liq bo‘lishidan faza siljishi maydon yo‘nalishiga bog‘liq emasligi ko‘rinadi.²

Ko‘pchilik suyuqliklarda n_e > n₀, ya’ni В > 0: ularning anizotropiyasi musbat kristallning anizotropiyasiga mos keladi. Biroq B doimiyning qiymati manfiy bo‘lgan (B<0) suyuqliklar ham bor (masalan, etil efiri, ko‘p moylar va spirtlar). Kerr doimiysining son qiymatlari turli xil moddalar uchun juda xilma-xildir. B - Kerr doimiysi bu jismning tabiatiga va to‘lqin uzunligiga, temperaturaga bog‘liq. Temperatura oshgan sari V kamayadi, chunki yuqori temperaturada dezoriyentatsiya ham kuchayadi. Kerr effektida jismlarning anizotropik xususiyati keskin namoyon bo‘ladi. Masalan maydon ta’sir etgan zamonoq (10^-9 s vaqt ichida) jism anizotropik xususiyatiga erishadi. Maydon yo‘qotilganda ham jism shunday tezlik bilan izotrop holatini tiklaydi. Bu ajoyib xususiyati tufayli yorug‘lik intensivligini tez o‘zgartirish lozim bo‘lgan texnikaning sohalarida keng qo‘llaniladi. Masalan tez kinoga olishda (optik zotvor). Kuchli magnit maydon (H) ta’sirida ba’zi izotrop jismlarda (suyuqlik, shisha va kalloidlarda) optik anizatropiya vujudga keladi.

Bu hodisani E.Kotton va X. Mutonlar tekshirgani uchun ularning nomi bilan Kotton-Muton hodisasi deb yuritiladi. Ta’sirlovchi magnit maydon yo‘nalishiga perpendikulyar ravishda tarqalayotgan g‘ayrioddiy va oddiy nurlar uchun tekshirilayotgan jism sindirish ko‘rsatkichlarining formulasi quyidagiga teng:

yoki

N - magnit maydonining kuchlanganligi. C=D/ Kotton va Muton doimiysi bo‘lib, u jismning tabiatiga,  va temperaturaga bog‘liq buladi. Bu hodisaning qonuniyatlari Kerr hodisasining qonuniyatlariga butunlay o‘xshaydi.

3. Zeeman va Shtark effektlari

Qutblanish tekisligining tashqi magnit maydoni ta’sirida aylanishi bilan bir qatorda yana bir muhim effekt XIX asr oxirida Zeyeman tomonidan kashf qilindi. Aynan tashqi magnit maydoniga joylashtirilgan nurlanuvchi modda spektral chiziqlarining ajralishi kuzatildi. U quyidagicha: agar magnit maydon induksiya chiziqlari bo‘ylab qaralsa (aytaylik Z o‘qi bo‘ylab) 2 ta spektral chiziq ko‘rinadi Ular qarama qarshi

3.1-rasm. Ular qarama qarshi yo‘nalishdagi aylanma qutblangan yorug‘lik nurlari

y
o‘nalishdagi aylanma qutblangan yorug‘lik nurlari bo‘lib, chastotalari mos ravishda ₀ (₀ – tashqi maydon bo‘lmagandagi chastotasidir) (3.1-rasm ). Agar magnit maydon induksiya chiziqlariga perpendikulyar holda qaralsa chiziqli qutblangan yorug‘likning 3 ta spektral chizig‘i ko‘rinadi. Ulardan birining chastotasi ₀ va Z o‘qi yo‘nalishida tebranuvchi elektrik vektor bo‘lib, qolgan 2 tasi ₀ chastotali Z o‘qiga perpendikulyar ravishda tebranuvchi va kuzatish yo‘nalishi elektr vektorlaridir.¹ (3.2-rasm ). Bunda chastota o‘zgarishi quyidagiga teng: