Quang học trong vật lý phần 7 pptx

Hai cốt của máy tụ điện của tế bào Kerr được nối với hai đầu của một cái phóng tia lửa

điện E, và được tích điện nhiều lần trong một giây nhờ một cuộn cảm ứng B. Khi hiệu điện

thế giữa hai cốt máy tụ điện đủ mạnh, máy tụ điện sẽ phóng điện : E phát ra một tia lửa điện

và hiệu điện thế giữa hai cốt máy tụ điện triệt tiêu. Ánh sáng phát ra từ E, phản chiếu trên

các gương M1, M2, M3, M4, đi một lộ trình D = EIJKLP trước khi tới tế bào Kerr. Như

vậy, ánh sáng của các tia lửa điện phóng ra bởi E đi vào tế bào Kerr sau một thời gian t =

Ġ kể từ lúc điện trường trong chất lỏng của tế bào bị triệt tiêu. (c là vận tốc ánh sáng)

Ta gọi ( = thời gian hiện tượng lưỡng chiết điện còn tồn tại trong chất lỏng sau khi điện

trường đã triệt tiêu. Nếu t < (, vì hiện tượng lưỡng chiết điện còn tồn tại nên ánh sáng phân

cực thẳng OP đi qua tế bào Kerr trở thành ánh sáng elip, do đó có ánh sáng đi qua A. Ngoài

ra sự phóng điện xảy ra nhiều lần trong một giây nên mắt sẽ thấy sáng liên tục. Nếu t > (,

khi ánh sáng tới tế bào Kerr, hiện tượng lưỡng chất điện đã chấm dứt : sau khi đi qua tế bào

Kerr, ánh sáng vẫn là phân cực thẳng OP, nên bị nicol A chặn lại : mắt thấy tối.

Cách đo A như sau: lúc đầu ta để các gương M1, M2 gần các gương M3, M4 để quang

lộ D ngắn, thời gian t nhỏ hơn thời gian (, mắt thấy sáng liên tục. Di chuyển tịnh tiến các

gương M1, M2 ra xa M3 và M4, ta thấy cường độ ánh sáng ló ra khỏi A giảm đi rất nhanh,

nghĩa là hiện tượng lưỡng chiết điện giảm đi rất nhanh khi D tăng. Ta thấy tối khi khoảng

cách D ( 4 mét. Khi đó t = (.

θ = 8

8

4 10

3 10

D

giaây

c x

− ≈ ≈

Thời gian này thực ra chỉ là giới hạn trên của ( vì các tia lửa điện cũng kéo dài một thời

gian chứ không tắt lập tức. Các phép đo về sau chính xác hơn cho các trị số ( ở trong khoảng

10-10 giây và 10-11 giây.

Hiện tượng Kerr được ứng dụng để đo các thời gian rất ngắn, được dùng trong kỹ nghệ

phim nói (ghi âm thanh lên phim chiếu bóng).

SS.25. Lưỡng chiết từ.

H.57

Dưới tác dụng của một từ trường, một chất lỏng đẳng hướng có thể trở thành dị hướng,

thí dụ Nitrobenzen.

Để khảo sát, ta có thể sắp đặt các dụng cụ như hình vẽ 5.58. Các nicol P và A ở vị trí

chéo góc nhau. Chất lỏng đựng trong một ống C, đặt giữa hai cực của một nam châm điện

mạnh. Chùm tia sáng đi qua hệ thống thẳng góc với từ trường.

Thí nghiệm cho biết, tương tự hiện tượng lưỡng chiết điện, độ lưỡng chiết sinh ra do tác

dụng của từ trường vào chất lỏng thì tỉ lệ với độ dài sóng ( của ánh sáng và tỉ lệ với bình

phương của cường độ từ trường H.

P

Nam chaâm ñieän

c

A

H.58

n = ne - no = C λ H2

C là một hằng số tùy thuộc bản chất của chất lỏng, độ dài sóng ( của ánh sáng và nhiệt

độ và có thể âm hay dương.

Một trong hai phương chấn động ưu đãi song song với phương của từ trường.

Ta có thể giải thích hiện tượng lưỡng chiết từ, tương tự hiện tượng lưỡng chiết điện,

bằng thuyết định hướng phân tử.

PHÂN CỰC QUAY TỰ NHIÊN

SS.26. Thí nghiệm về phân cực quay.

Năm 1811, Arago đã thực hiện thí nghiệm sau về hiện tượng phân cực quay tự nhiên.

H.59

Chiếu một chùm tia sáng song song, đơn sắc, đi qua một hệ thống gồm hai nicol P và A

đặt chéo góc. Mắt đặt tại 0 dĩ nhiên không thấy ánh sáng.

Sau đó đặt trong khoảng hai nicol P và A một bản thạch anh hai mặt song song, có trục

quang học thẳng góc với hai mặt và song song với phương truyền của tia sáng (để tránh hiện

tượng chiết quang kép đã nói ở các phần trên) : Mắt lại nhận được ánh sáng ló ra khỏi A.

Quay nicol phân tích A một góc (, cùng chiều kim đồng hồ hay ngược chiều tùy thuộc

đặc tính của bản L, ánh sáng lại hoàn toàn bị A chặn lại.

Từ thí nghiệm này, người ta suy ra rằng : Bản thạch anh L có tính chất làm quay mặt

phẳng chấn động của chùm tia sáng truyền qua nó. Ánh sáng tới có mặt phẳng chấn động là

Q thì khi ló ra khỏi bản L, mặt phẳng chấn động sáng là Q’ hợp với mặt phẳng Q một góc (.

Chiều quay cũng như trị số của ( tùy thuộc các tính chất của bản L. Chính vì vậy khi ta quay

nicol phân tích A một góc ( thì mặt phẳng chính của A thẳng góc với mặt phẳng chấn động

Q’ nên ánh sáng bị chặn lại.

Hiện tượng trên được gọi là phân cực quay tự nhiên hay triền quang.

Các tính chất có tính chất làm quay mặt phẳng chấn động sáng như vậy được gọi là các

chất quang hoạt.

Ta cần phân biệt môi trường quang hoạt và môi trường dị hướng. Thạch anh vừa có tính

dị hướng vừa có tính quang hoạt nhưng đá băng lan chỉ có tính dị hướng mà không có tính

quang hoạt, ngược lại nhiều chất đẳng hướng lại có tính quang hoạt như một số lớn các chất

hữu cơ.

Có những chất chỉ có tính quang hoạt khi ở trạng thái rắn, thí dụ thạch anh, khi các chất

này chuyển sang một trạng thái khác (lỏng, hơi, dung dịch) thì tính quang hoạt mất. Sự kiện

này chứng tỏ, với các chất trên, tính quang hoạt là một thuộc tính do sự sắp xếp các nguyên

tử hay phân tử trong tinh thể. Khi sự sắp xếp này không còn (môi trường chuyển sang trạng

P α

L

Q Q’ A