2021-2022学年高二物理竞赛课件：电光效应

1、电光效应2电光效应（electro optic effect）电光效应也叫电致双折射效应。1、克尔效应 （kerr effect） （1875年）45P2盒内充某种液体，如硝基苯（C6H5NO2）l+-克尔盒dP145不加电场液体各向同性P2不透光；加电场液体呈单轴晶体性质，光轴平行电场强度 P2透光。3各处 不同各处 不同出现干涉条纹，【演示】模型的光弹图象吊钩的光弹图象 变 变干涉情况变。应力双折射4 二次电光效应k 克尔常数，U 电压克尔效应引起的相位差为：当硝基苯，若 l = 3cm，d = 0.8cm，对 = 600nm的黄光，时，克尔盒相当半波片，P2透光最强 。时的电压k= 5可

2、作为光开关（响应时间109s）， 克尔盒的应用：克尔盒的缺点：和加数万伏的高电压，用于高速摄影、激光通讯、光速测距、脉冲激光系统（作为Q开关）硝基苯有毒，需要极高的纯度故现在很少用。易爆炸，6泡克尔斯效应（pockels effect） （1893年）。电光晶体+。-P1P2KK泡克尔斯盒光传播方向与电场平行，电极K和 K透明，晶体是单轴晶体，不加电场 P2 不透光。加电场晶体变双轴晶体了双折射效应原光轴方向附加 P2 透光。光轴沿光传播方向。 KH2PO4（KDP）、NH4H2PO4（ADP）等7no o光在晶体中的折射率；泡克尔斯效应引起的相位差： 线性电光效应r 电光常数； 时，P2透光

3、最强。 KH2PO4（KDP）、NH4H2PO4（ADP）等 对 = 546nm的绿光， 如KDP no =1.51， U 电压。激光调Q，超高速开关（响应时间小于109s），数据处理显示技术，应用：单晶都具有线性电光效应。8子弹射穿苹果的瞬间（高速摄影）9磁致双折射科顿 穆顿（Cotton-Mouton）效应： 某些透明液体在磁场H作用下变为各向异性，HC 二次效应需要很强的磁场才能观察到。性质类似于单轴晶体，光轴平行磁场。10旋光现象物质的旋光性（optical activity） 除石英外，氯酸钠、乳酸、松节油、糖的 旋光物质 a 旋光率 l1811年，法国物理学家阿喇果（Arago）其

4、振动面能发生旋转，发现，线偏振光沿光轴方向通过石英晶体时，这称为旋光现象。光轴水溶液等也都具有旋光性。11菲涅耳对旋光性的解释 线偏振光可看作是同频率、等振幅、有确定相位差的左(L)、右(R)旋圆偏振光的合成。实验表明，旋光率 a 与旋光物质和入射波长有关，对于溶液，还和旋光物质的浓度有关。石英对 = 589nm的黄光，a = 21.75/mm；而对 = 408nm的紫光，a = 48.9/mm 。 同一种物质也可以有左旋体和右旋体，物质的旋光性是和物质原子排列结构有关的，原子排列互为镜像对称，它们的称为同分异构体。12 光通过旋光物质后，位相EELERO在出射面上：设入射时L、R位相为0，旋光物质长为l，同一时刻光通过左旋物质此物质为左旋体(vLvR)位相位相要滞后。ELERE入射面(a)出射面(b)ELERERL13由图示：令 旋光率则 (a)(b) d出射面(b)ELERERLELERE入射面(a) 这既解释了旋光现象，与物质（由nR和nL反映）和入射波长有关。又说明了旋光率a14RRRLL 如图示，用右旋型（R）和左旋型（L）石英证实了自己的假设。菲涅耳进行了如下实验，棱镜交替胶合成多级组合棱镜。光从 R 进入 L 时，左旋光速度由小变大，RL右旋光速度