2021-2022学年高二物理竞赛课件：电光效应.pptx

电光效应
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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）
45
P2
盒内充某种液体，如硝基苯（C6H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）
45
P2
盒内充某种液体，如硝基苯（C6H5NO2）
l
+
-
克尔盒
d
P1
45
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。
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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
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—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 = ，
对 = 600nm的黄光，
时，
克尔盒相当半波片，
P2透光最强 。
。
时的电压
k= 
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可作为光开关（响应时间109s），
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，
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泡克尔斯效应（pockels effect） （1893年）
。
电光晶体
+
。
-
P1
P2
K
K
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
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no— 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透光最强。
KH2PO4（KDP）、NH4H2PO4（ADP）等
对 = 546nm的绿光，
如KDP no =，
U —电压。
激光调Q，
超高速开关（响应时间小于109s），
数据处理…
显示技术，
应用：
单晶都具有线性电光效应。
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子弹射穿苹果的瞬间（高速摄影）
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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，
H
C
—— 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。
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旋光现象
物质的旋光性（optical activity）
除石英外，***酸钠、乳酸、松节油、糖的


旋光物质
a — 旋光率
l
1811年，法国物理学家阿喇果（Arago）
其振动面能发生旋转，
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。
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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 = /mm；
而对 = 408nm的紫光，a = /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。
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光通过旋光物质后，位相
E
EL
ER
·
O


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(vL>vR)
位相
位相
要滞后。
EL
ER
E
入射面(a)
出射面(b)