 |
Эффект Керра. Эффект Фарадея. Использование их в ТСО
|
|
|
|
Пироэлектрический эффект. Теплопроводность. Использование их в ТСО
ПИРОЭЛЕКТРИКИ - кристаллич. диэлектрики, на поверхности к-рых при изменении темп-ры Т возникают электрич. заряды. Появление электрич. зарядов связано с изменением спонтанной поляризации.
Историческая справка. В нач. 18 в. в Европу были завезены кристаллы турмалина ("цейлонский магнит"), обладающие свойством при нагревании оказывать силовое воздействие на частицы пепла. Ф. У. Т. Эпинус (F. U. Th. Aepinus, 1756) установил причину - образование на концах нагретого кристалла зарядов противоположного знака. Термин "пироэлектричество" был введён Д. Брюстером (D. Brewster, 1824). Кельвин (W. Thomson, Lord Kelvin) связал пироэлектрич. эффект с изменением электрич. поляризации при изменении Т. Аккерманн (W. Ackermann, 1915) исследовал пироэлектрический эффект в ряде кристаллов в широком интервале Т и обнаружил тенденцию к убыванию пироэлектрич. эффекта при понижении Т. Первая микроскопич. теория создана С. А. Богуславским (1915). В дальнейшем было установлено, что у сегнетоэлектриков величина эффекта весьма велика вблизи точки фазового перехода.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ – дин из видов переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию темп-ры. При Т. перенос энергии осуществляется в результате непосредств. передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией. Если относит. изменение темперы Т на расстоянии ср. длины свободного пробега частиц l мало, то выполняется осн. закон Т. (закон Фурье): плотность теплового потока q пропорц. градиенту темп-ры:
Эффект Зеебека. Эффект Зеемана. Использование их в ТСО
|
|
|
ЗЕЕБЕКА ЭФФЕКТ - возникновение эдс (термоэдс) в электрич. контуре, состоящем из двух проводников А и В, контакты между к-рыми поддерживаются при разных темп-pax T1 и Т2. Открыт в 1821 Т. И. Зеебеком (Th. J. Seebeck). 3. э. используется для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую (термоэлектрогенераторы) и в термометрии. Градиент темп-ры создаёт в проводнике градиент концентраций "холодных" и "горячих" носителей заряда. В результате этого возникают два диффузионных потока носителей - вдоль и против градиента темп-ры. Т. к. скорости диффузии и концентрации "горячих" и "холодных" носителей заряда различны, то на одном конце проводника создаётся избыточный положит. заряд, а на другом - отрицательный. Поле этих зарядов приводит к установлению стационарного состояния: число носителей, проходящих через поперечное сечение образца в обоих направлениях, одинаково. Возникающая диффузионная термоэдс определяется температурной зависимостью концентрации носителей заряда и их подвижностью m, обусловленной характером их взаимодействия с фононами,примесями и т. д. В металлах электронный газ вырожден и термоэдс определяется только различием подвижностей "горячих" и "холодных" электронов. В полупроводниках термоэдс обусловлена зависимостью от Т как подвижности, так и концентрации электронов и дырок.
ЗЕЕМАНА ЭФФЕКТ - расщепление спектральных линий и уровней энергии атомов, молекул и кристаллов в магн. поле. Наблюдается на спектральных линиях испускания и поглощения.
Впервые обнаружен П. Зееманом (P. Zeeman) в 1896 при исследовании спектров испускания натрия. В 1897 X. Лоренц (Н. A. Lorentz) разработал первую теорию 3. э. на основе классич. электродинамики, полное объяснение 3. э. даёт квантовая механика. В результате 3. э. спектральная линия, испускаемая веществом, в магн. поле расщепляется на неск. зеемановских компонент (зеемановское расщепление).
|
|
|
Эффект Рамана (комбинационное рассеяние света). Использование их в ТСО
РАМАНА ЭФФЕКТ (комбинационное рассеяние света) - рассеяние света веществом, сопровождающееся изменением его длины волны, к-рое связано с колебаниями и вращениями молекул вещества. Открыт в 1928 Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом на кристаллах и Ч. В. Раманом (Ch. V. Raman) и К. С. Кришнаном (К. S. Krishnan) на жидкостях. Термин "Р. э." распространён в заруб. литературе. Подробнее см. Комбинационное рассеяние света.
КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА - рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличив от рэлеевского рассеяния света, при К. р. с. в спектре рассеянного излучения наблюдаются спектральные линии, отсутствующие в линейчатом спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появляющихся линий (наз. комбинационными линиями или спутниками) определяется молекулярным строением вещества. К. р. с. открыто в 1928 Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом при исследовании рассеяния света в кристаллах и одновременно Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном при исследовании рассеяния света в жидкостях [1, 2]. В зарубежной литературе К. р. с. обычно наз. эффектом Рамана. Спектроскопия К. р. с.- эфф. метод изучения состава и строения вещества.
Эффект Керра. Эффект Фарадея. Использование их в ТСО
КЕРРА ЭФФЕКТ - название трёх явлений, два из к-рых (I и III) были открыты Дж. Керром (J. Кerr) в 1875 (эл.-оптич. К. э.) и в 1876 (магн.-оптич. К. э.); после появления лазеров в сильных оптич. полях был замечен эффект, аналогичный эл.-оптич. К. э., к-рый назвали оптич. К. э.
Электрооптический К. э.- квадратичный электро-оптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах (газах, жидкостях, кристаллах с центром симметрии, стёклах) под действием внеш. однородного электрич. поля. Оптически изотропная среда, помещённая в электрич. поле, становится анизотропной, приобретает свойства одноосного кристалла (см. Кристаллооптика),оптич. ось к-рого направлена вдоль поля.
Регистрируется К. э. обычно по возникновению эллиптичности в проходящем через среду линейно поляризованном световом пучке. Между скрещенными поляризатором (II) (рис. 1) и анализатором (А)располагается Керра ячейка - плоский конденсатор, заполненный прозрачным изотропным веществом. Плоскость поляризации падающего на ячейку излучения составляет угол 45° с направлением поля. В отсутствие поля свет не проходит через анализатор. Индуцируемая электрич. полем оптич. анизотропия среды приводит к различию показателей преломления пе и пo необыкновенной и обыкновенной компонент пучка, поляризованных соответственно вдоль и поперёк поля. Имея разные скорости, эти компоненты по мере распространения через среду приобретают разность фаз и, складываясь на выходе из среды (см. Интерференция поляризованных лучей),образуют эллиптически поляризованный свет, к-рый частично проходит через анализатор. О величине эффекта можно судить по интенсивности прошедшего через анализатор света, регистрируемой фотоприёмником ФП.
|
|
|
ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ - один из эффектов магнитооптики, заключающийся во вращении плоскости поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в веществе вдоль пост. магн. поля, в к-ром находится это вещество. Открыт М. Фарадеем (М. Faraday) в 1845 и явился первым доказательством прямой связи оптич. и эл.-магн. явлений.
Феноменологич. объяснение Ф. э. заключается в том, что в общем случае намагниченное вещество нельзя охарактеризовать одним показателем преломления п. Под действием магн. поля показатели преломления п+ и п_ для циркулярно право- и левополяризованного света становятся различными. Вследствие этого при прохождении через среду вдоль магн. поля право- и левополяризованные составляющие линейно поляризованного излучения распространяются с разными фазовыми скоростями, приобретая разность хода, линейно зависящую от оптической длины пути
|
|
|
