Анизотропия электрооптических эффектов

КЕРРА ЭФФЕКТ электрооптический, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в-вах под действием однородного электрич. полн. При этом свет оказывается эллиптически поляризованным сдвиг фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами определяется из выражения а=л ВхЕ , где х — длина пути луча в в-ве, Е — напряженность поля, 13 — постоянная Керра. Наличие К. э. объясняется преим. ориентацией молекул в направлении поля, обусловленной анизотропией поляризуемости. В химии используют молярную постоянную Керра тК (отнесена к 1 молю в-ва). Значение тК можио рассчитать, зная главные значения тензора поляризуемости и проекции дипольного момента молекулы на главные оси эллипсоида поляризуемости. Сопоставляя расчетные значения с экспериментальными, на основе аддитивной схемы определяют конформацию молекул. [c.253]

Согласно теории эффекта Керра, для нестационарного электрооптического эффекта в синусоидальном поле величина двойного лучепреломления в растворах С кинетически жесткими макромолекулами описывается уравнениями при ориентации частиц за счет анизотропии их диэлектрической поляризуемости — [c.116]

В целом электрооптические эффекты в холестериках с положительной анизотропией замечательны ). Однако их удобно наблюдать в основном на веществах с большим шагом спирали Р 10 мкм), и неясно, найдут ли они приложения ). [c.291]

Физическая сущность электрооптических эффектов в жидких кристаллах заключается в том, что любой процесс изменения их оптических свойств с помощью внешнего электрического поля имеет три главные особенности [6] Во-первых, вследствие анизотропии диэлектрической постоянной и электропроводности жидкий монокристалл (аналогично твердому кристаллу) испытывает вращающий момент, стремящийся понизить энергию анизотропного тела в электрическом поле. Во-вторых, вследствие относительно небольшой вязкости жидкости вращающий момент приводит к переориентации жидкого монокристалла за относительно короткое время (этого не происходит с твердыми кристаллами из-за сил трения). В-третьих, вследствие большой анизотропии оптических свойств любое изменение структуры образца легко фиксируется оптически в полной аналогии со свойствами твердых кристаллов . [c.161]

Изотропные вещества в однородном электрическом поле большой напряженности обладают способностью к двулучепреломлению монохроматического линейно поляризованного луча света, распространяющегося перпендикулярно приложенному полю. Это явление было открыто в 1875 г. Керром в экспериментах со стеклом (прозрачное изотропное вещество), а также с жидкостями. Лишь в 1930 г. наблюдали эффект Керра в газах и парах. Таким образом, эффект Керра представляет электрооптическое явление, которое состоит в том, что изотропное вещество, помещенное в электрическое поле, приобретает свойство оптически одноосного кристалла с оптической осью, направленной вдоль приложенного поля, т. е. внешнее электрическое поле вызывает искусственную анизотропию вещества. Такое воздействие поля обусловлено тем, что анизотропные молекулы изотропного вещества под влиянием поля преимущественно ориентируются вдоль поля (рис. XIII.1). Наличие постоянного электрического дипольного момента молекул усиливает этот эффект. [c.234]

Однако в применении к растворам гибких, цепных макромолекул этот метод оказывается малопродуктивным. Действительно, мы видели (гл. I, А), что каждую цепную молекулу можно разбить на статистические сегменты, ориентации которых в пространстве взаимно независимы. Если сегмент анизотропен относительно своей оптической (электрической или магнитной) поляризуемости, то во внешнем поле (электрическом или магнитном) он будет вращаться, ориентируясь осью наибольшей поляризуемости в направлении поля. Однако вследствие отсутствия корреляции в ориентациях различных сегментов возникающая при этом макроскопическая анизотропия раствора оказывается пропорциональной общему числу сегментов, независимо от того, входят они в состав более длинных или более коротких цепей. Поэтому электрическое (электрооптический эффект Керра) и магнитное (магнитооптический эффект Котон — Мутона) двойное лучепреломление в растворе полимера пропорционально весовой концентрации растворенного вещества, практически не зависит от его молекулярного веса и обычно мало отличается от эффекта, наблюдаемого в растворе мономера равной концентрации. [c.497]

Квадратичный электрооптический эффект, или эф. фект Керра — появление двойного лучепреломления у изотропного вещества в однородном электрическом поле. Внешнее электрическое поле Е ориентирует молекулы, обладающие электрическим моментом (дипольным, квадрупольным и т. п.), в результате возникает анизотропия и показатели преломления п (вдоль поля) и п.1, (перпендикулярно полю) становятся различными п II — = КпЕ , разность хода необыкновенного и обыкновенного лучей равна А = Кп1Е , здесь К — постоянная Керра, п — показатель преломления в отсутствии поля, / — длина оптического пути. [c.775]

Следует отметить, что в чистом виде все описанные полевые эффекты можно наблюдать, прикладывая к ячейке не электрическое, а магнитное поле. В этом случае эффекты совершенно аналогичны электрооптичес-ким, и каждому электрооптическому эффекту соответствует магнитооптический аналог с тем различием, что они определяются не анизотропией диэлектрической восприимчивости Ае и электрическим полем Е, а анизотропией магнитной восприимчивости Ах молекул и магнитным полем Н. Так как статическое магнитное поле не вызывает ни электрического тока, ни конвективных гидродинамических потоков, то в магнитооптических эффектах не проявляются усложнения, связанные с этими побочными неполевыми явлениями. Тем не менее в практическом отношении полевые электрооптические эффекты представляют больший интерес в связи с большей простотой управления ячейкой электрическими полями, чем магнитным. [c.48]

Первые экспериментальные данные, появивщиеся в литературе по изучению электрооптических свойств гибкоцепных полимеров в растворе [15—17], подтвердили основные выводы теории. Оказалось, что макроскопическая анизотропия раствора, вызванная электрическим полем, практически не зависит от молекулярной массы полимера и обычно мало отличается по значению и совпадает по знаку с эффектом, наблюдаемым в растворе соответствующего мономера равной массовой концентрации [15—22]. Рядом авторов были предприняты попытки связать постоянную Керра/С полимеров в растворе с параметрами внутреннего вращения в полимерной цепи [23—26]. Экспериментально наблюдавшаяся зависимость К от молекулярной массы М [17—22, 27, 29] объяснялась либо различной тактичностью цепей [24], либо эффектами исключенного объема [25]. Однако имеющиеся экспериментальные данные [17—22] свидетельствуют о том, что различия в значениях К в ряду молекулярных масс весьма малы и практически лежат в пределах ошибок опыта. Сильная зависимость постоянной Керра от М, наблюдавшаяся в растворах поливинилхлорида [27] и поливинилбромида [28], по-видимому, является следствием неполной растворимости указанных полимеров в используемых растворителях [29—31]. Тот факт, что значение К для растворов гибкоцепных полимеров не превосходит, а нередко и меньше значения К для раствора соответствующего мономера, означает, что анизотропия, а следовательно, и размеры электрического сегмента (кинетической единицы), независимо ориентирующегося в электрическом поле, значительно меньше анизотропии (и размеров) сегмента Куна, который у большинства гибкоцепных полимеров содержит 5 = 6—8 мономерных звеньев [Ю]. В этом наглядно проявляется механизм поляризации гибкоцепных полимеров вращение каждого мономерного звена цепи происходит практически независимо от других. Нередко получаемое значение 5<1 обычно трактуется как проявление взаимодействия между звеньями, препятствующих их вращению [32]. [c.36]