345
правление макс, поляризуемости перпендикулярно направлению пост, момента).
Вышеупомянутый ориеытационный механизм установления оптич. анизотропии среды применим к газам и в меньшей степени к жидкостям, где значит, роль начинают играть «©учтенные в теория межмолекулярные взаимодействия, В случае сферически-симметричных молекул, а также в тв╦рдых телах, где ориснтац. степени свободы молекул «заморожены», К. э. носит чисто ноляризац, характер. Действие п о-л я р и з а д и о н и о г о механизма сводится к тому, что исходно оптически изотропная молекула, поляризованная виепг. электрич. полем, обнаруживает различия в оптич* поляризуемостях в направлениях вдоль и попер╦к поля. Фактически это уже нелинейный эффект взаимодействия поля с веществом (см. Нелинейная поляризация].
Строгое теоретич, рассмотрение К. э. может быть проведено лишь в рамках квантовой механики, согласно к-рой действие электрич. поля па среду сводится к изменению энергий и волновых ф-цнй квантовых состояний, ответственных за ее оптич. свойства. К. э. обладает чрезвычайно малой инерционностью: время релаксации ~ 10~п≈10~12 с. Ото нашло широкое применение при создании быстродействующих оптических затворов и модуляторов света, необходимых для лазерной техники и скоростной фотографии.
В тв╦рдых телах (кристаллах и ст╦клах) наряду с истинным К, э., обусловленным электрич. поляризацией диэлектрика, может наблюдаться также квадратичный ал.-оптич, эффект, связанный с деформацией среды вследствие электрострикции. Этот ложный К. э. можно отличить от истинного по значительно большим временам релаксации.
Энергия взаимодействия анизотропной молекулы с электрич. полем (при комнатной темп-ре) в десятки тысяч раз меньше энергии теплового движения, поэтому степень выстраивания молекул в доступных электрич. полях оказывается чрезвычайно малой. В жидких кристаллах, где электрич. поле взаимодействует не с отд. молекулами, а с большими ориентированными группами молекул, энергия электростатич. взаимодействия уже при низких напрнж╦нностях поля оказывается сопоставимой с энергией теплового движения и К. э. может достигать больших величин.
Оптический К. э. Ч╦тность К. э. (зависимость лишь от ч╦тных степеней Е) да╦т возможность наблюдать постоянную составляющую эффекта и в пером, электрич, нолях. Наиб, интересной реализацией этой возможности является регистрация К. э. в сильных (обычно лазерных) полях оптич, частоты ≈ т. н. оптич. К. э. Ось (или для неполяризованного света плоскость) светоиндуцированной анизотропии среды при этом определяется направлением вектора напряж╦нности электрич, поля световой волны. Поэтому в экспериментах зондирующий световой пучок может быть направлен как вдоль луча накачки (при этом свет накачки должен быть линейно поляризован), так и перпендикулярно ему (накачка может быть неполяризована), а плоскость поляризации зондирующего пучка должна составлять угол 45° с направлением вектора напряж╦нности поля накачки, В высокочастотном поле пост, дипольные моменты не могут играть роли в возникновении анизотропии. В оптич. К. э. эффективными оказываются лишь поляризац. механизм и ориептац. механизм Лан-жевепа, обусловленный ориентацией только индуцированных дипольных моментов. В одну половину периода, когда электрич. поле Е направлено в определ. сторону, индуцированные дипольные моменты создают моменты сил, стремящиеся приблизить оси наибольшей иоллри-зуемости молекул к направлению Е. В следующую половину периода направления всех дипольных моментов инвертируются, но направления моментов сил сохраняются. В отличие от полярного вектора, у оси наибольшей поляризуемости оба е╦ направления эквивалентны
и эффекты ориентации молекулы в противоположные полупериоды светового поля складываются, несмотря на противоположные направления векторов Е.
В научных исследованиях К. э. применяется для измерений врем╦н ориеитационной релаксации молекул, для исследований поляризуемости молекул, для выявления их структуры, в экспериментах, требующих высокого временного разрешения.
Магнитооптический К. э.≈ один из эффектов магнитооптики, влияние намагниченности среды на интенсивность и поляризацию света, отраж╦нного от е╦ поверхности. Достаточную для измерения величину магни-тооптич. К. э. имеют вещества, обладающие большой намагниченностью и высоким коэф. поглощения, поэтому эффект наблюдается гл. обр. при отражении света от металлич, ферромагнетиков.
В зависимости от ориентации вектора намагниченности относительно отражающей поверхности и плоскости падения светового пучка различают три вида магнито-оптич. К. э.: полярный, меридиональный и экваториальный. При полярном эффекте вектор намагниченности j направлен перпендикулярно отражающей поверхности и параллельно плоскости падения (рис. 27 я), влияние намагниченности сводится к вращению
е
Рис. 2. Магнитооптический аффект Керра: а ≈ полярный, б ≈ меридиональный, е ≈ анваториалъный; J ≈ вектор намагниченности, /е ≈ волновой вектор.
плоскости поляризации и появлению эллиптичности отраж╦нного от поверхности на гнети ка линейно поляризованного света. Аналогичные поляризац. проявления характерны для меридионал ьного магни-тооптич. К. э., соответствующего расположению вектора намагниченности параллельно отражающей поверхности магнетика и плоскости падения светового пучка (рис. 2, б). Если плоскость поляризации падающего линейно поляризованного света составляет пек-рый угол с плоскостью падения (отличный от Оу и 90°), то оба эффекта проявляются также в линейных по намагниченности изменениях интенсивности отраж╦нного света. Общим для полярного и меридионального эффектов является наличие не равной нулю проекции волнового нектора fc световой волны на направление намагниченности среды у. Это обстоятельство определяет фено-менологич. сходство полярного и меридионального К, э. с Фарадея эффектом, наблюдающимся при прохождении света через намагниченную среду вдоль направления намагниченности, я позволяет отнести их к продольным магнитооптич. эффектам.
Экваториальный магнитооптич. К. э. наблюдается при расположении вектора намагниченности перпендикулярно плоскости падения и параллельно плоскости отражения (рис. 2, я); проявляется в изменении интенсивности и фазового сдвига линейно поляризованного света, отраж╦нного намагниченной средой. Отсутствие проекции волнового вектора на направление намагниченности среды объединяет экваториальный К. э. сдр. поперечным маглитооптич. эффектом, наблюдающимся при прохождении света через намагниченную среду в направлении, перпендикулярном намагниченности,≈ Коттопа ≈ Мутона эффектом. Однако, в отличие от квадратичного эффекта К отгона ≈ Мутона, экваториальный К. э. является линейным по фазовым и амплитудным изменениям в отраж╦нном свете в зависимости от намагниченности. Это позволяет исполь-
О.
о. ш
349
