1tom - 0266.htm
338
г
X ш
суммарной волны. В однородных средах, ооладаютцих циркулярной анизотропией, угол В. п. п. линейно зависит от длины пути в средо. Циркулярная анизотропия может быть как естественной (спонтанной, присуще]! 3 среди в нсшкшущ╦шюы состоянии), так и искусственной, индуцированной внеш. воздействием. Во втором случае циркулярная асимметрия может быть обусловлена асимметрией возмущающего воздействия или совокупными симметричными свойстиами среды и возмущения.
Е с т е с т в. циркулярная анизотропия (и оптике ≈ оптическая активность, в акустике ≈ акустич. активность) наблюдается лишь в средах, обладающих онро-дел. структурной асимметрией {п частности, в средах, лишенных центра симметрии). В жидкостях и гааах соответствующей асимметрией должны обладать атомы или молекулы среды, в кристаллах циркулярная ани-аотропия может являться следствием структурно ii асимметрии кристаллич. реш╦тки. В радиодиапазоне эффект Б. ][. и. может наблюдаться при распространении радиоволн через слой мпталлич. спиралей, хаотически расположенных в пространстве, но намотанных в одну сторону (напр., все спирали правые).
Естественная циркулярная анизотропия является прямым следствием дисперсии пространственной, определяемой зависимостью отклика среды не только от значения волнового поля в заданной точке, но и от его пространственных производных. Параметром, определяющим степень проявления пространственной дисперсии в эффекте В. и. п., служит отношение характерного размера структурной единицы среды ≈ атома, молекулы, элементарной ячейки кристалла и т. д.≈ к длине волны.
Для сред с естественной циркулярной анизотропией знак В, п. п., определяемый обычно через направление распространения волны (напр., но «нранилу буравчика»), н» заммсит от знака волнового вектора. Поэтому, в частности, инверсия направления распространения света в оптически активной среде приводит к обратной знолгоции азимута плоскости поляризации при распространен ни свита в противоположном направлении и суммарный угол В. п, л. после двойного прохода волны через циркулярно-анизотропную среду оказывается равным нулю (н лаб. системе координат).
Среди возмущений, приводящих к появлению индуцированной циркулярной анизотропии, наиб, важное место занимает магн. доле. Обладая симметрией аксиального вектора (кругового контура с указанным направлением вращения), магн. поле нарушает циркулярную изотропию среды, что проявляется но В. н. п. при распространении волны вдоль направления намагниченности (Фарадея эффект). Знак Б.п, п., обусловленного магн. циркулярной анизотропией, определяется направленном приложенного магн, поля и меняется при инверсии направления распространения волны. Поэтому многократное прохождение волны через среду может использоваться для накопления угла маги, В. п. п. Эта особенность применяется при создании т. н. н о в з а и м н ы х з л е м е п т о в (оптич. и мнкроЕюлшшых вентилей), свойства К-рых оказынатотся существенно различными для волн, распространяющихся в противоположных направлениях В средах, обладающих спонтанным магн. моментом (ферромагнетиках), магн. П, и, и. может наблюдаться и при отсутствии впсчп. поля,
С спммотрнйной точки зрения, эффекту Фарадея аналогичен эффект В. л. п. в среде, подвергнутой интенсивному облучению цнркулярио или эллиптически ноля-ршошшным спетом (т. л. обратный Фарадея эффект), а также обнаруженный недавно аффект «в р а-щ а т е л ь н о г о увлечения эфир а» ≈ В.и.ц. света, распространяющегося во вращающейся среде.
Важной оимметрийиой особенностью аффектов В. п. п. _ . . в памагнпчсмшых и вращающихся средах является ин-344 версия знака эффокта при операции обращения анака
времени. Этот факт, л а первый взгляд, накладывает запрет на возможность существования элоктрич. аналога подобных эффекте к, т.к. полярный вектор напряж╦нности электрич. поля нечувствителен к операции инверсии времени. Однако приложение внеш. электрнч: поля к циркулнрно-асимметричной сроде, обладающей электропроводностью, нарушает исходную симметрию системы к операции инверсии времени и такой эффект оказывается возможным.
Следует обратить внимание, что индуцированная циркулярная анизотропия может иметь такую же симметрию, как и сстоств. оптич. активность. Напр., «естества оптич, активность приобретают твердые изотропные среды, подвергнутые крутильной деформации (см. Ф от оу пру гость), а также изотропные среды в любых агрегатных состояниях под действием внеш. электрич. нолей специальной «спиральной» конфигурации. В кристаллах определ, классов симметрии возможно возникновение или изменение оптич. активности под действием приложенного однородного электрич. пиля (см. Электрогирацмя}.
В. п. п. может наблюдаться и при отражении волны от циркулярно-анизотропной среды (папр.т fCeppa эффект магнитооптически и).
Эффекты В. п. п. могут быть следствием не только циркулярной, но и линейной анизотропии среды. Так, В.п.п, наблюдается при распространении волны в лж-кешю-дмхроичной среде (см. Дихроизм}, лиш╦нной дву-прсломления, а также при прохождении волны через линейную полуволноную фазовую пластинку, В этих случаях, однако, даже для однородных сред нельзя говорить о линейной зависимости угла В. п. п. от д.чины пути н среде.
Эффекты В. п. п. света находят применение как в технике, так и в физ. исследованиях структуры и магн. свойстн атомных и конденсир. сред. Существующие приборы для измерения углов В. и. п. в оптич. области спектра ≈ поляриметры и спектрополяримстры ≈ обладают чувствительностью ~10~г>≈10~7 градт что позволяет детектировать чрезвычайно малые различия показателей преломления среды для двух циркулярных поляризации ("~-10~12) и исследовать тончайшие эффекты, приводящие к циркулярной анизотропии среды. Наиб, выразительный пример ≈ исследования ол-тич. активности атомных систем, обусловленной нарушением четности при слабых взаимодействиях.
См. также ст. Гиротропия и лит. при ней.
В. С. Запасский.
ВРАЩЕНИЙ ГРУППА ≈ непрерывная группа преобразований пространства с фиксированной неподвижной точкой (центром вращений), оставляющих неизменным расстояние между двумя произвольными точками; сохраняются также углы между произвольными векторами. Для В. г, принято обозначение О (п,), где п ≈ размерность пространства. В дальнейшем речь пойд╦т о физически интересной В. г. трехмерного пространства О (3). Выделяют собственную группу в р а-щ е н и п SO (3), к-рая в дополнение к свойствам, указанным выше, сохраняет ориентацию пространства (координатных oceii). Полная В. г, разлагается в прямое произведение собственной В. г. и группы отражений (состоящей всего лз двух элементов).
В ряде физ. эадач имеет место инвариантность относительно И. г.; такой инвариантностью обладают, напр., Лапласа уравнение и однородное Гельмголъца уравнение, Инвариантность относительно В,г. приводит к закону сохранения углового момента. Эта величина играет определяющую роль при классификации решений соответствующих yp-Hiiii. Математически П. г. якляется одной из простейших компактных групп Ли.
Любое собстврншю тр╦хмерное вращение определяется заданием тр╦х непрерывно меняющихся параметров, так что вся группа S0(3] представляет собой тр╦хмерное многообразие, топологически эквивалентное трехмерному проективному пространству (трехмерной сфс-
")
}
