Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu

QOŞA ŞÜASİNMA. SÜNİ ANİZOTROPLUQ
Qoşaşüasınmanın müşahidəsi. Erazm Bartolini 1670-ci ildə maraqlı hadisə müşahidə etmişdir: işıq şüası islandiya şpatı (CaCO3növlərindən biri) kristalından keçərkən ikiləşir - qoşaşüasınma baş verir. Müəyyən olunmuşdur ki, kristaldan çıxan hər iki şüa (işığın kristal səthinə düşmə bucağından asılı olmayaraq) həm bir-birinə, həm də kristal üzərinə düşən ilkin şüaya paralel olur intensivlikləri bərabər olan bu iki şüadan hər biri elektrik vektorları qarşılıqlı perpendikulyar olmaqla xətti polyarlaşmış olur. Bu şüalardan biri sınma qanununa uyğun olaraq yaranır və ona görə də adi şüa adlanır. Qeyri-adi adlanan ikinci şüa sınma qanununa tabe olmur. Qeyd edək ki, «qeyri-adi» sözü yalnız şüanın kristal daxilində yayılması zamanı yaranan iki şüadan birinin sınma qanununa tabe olmamağı iləəlaqədar işlədilir. Kristaldan çıxdıqdan sonra bu iki şüa tamamilə eyni hüquqlu olmaqla yalnız elektrik vektorlarının qarşılıqlı perpendikulyar istiqamətlərdə rəqs etmələri ilə bir-birindən fərqlənir. Düşən şüanı ox qəbul edərək kristalı bu ox ətrafında fırlatdıqda qeyri –adi şüa adi şüa ətrafında fırlanmaqla oxu adi şüa olan silindr səthi cızır.

Biroxlu və ikioxlu kristallar. Aparılan təcrübələr göstərir ki, islandiya şpatı kristalında qoşaşüasınma baş verməyən yeganə bir istiqamət mövcuddur. Belə kristallar biroxlu kristal, qoşaşüasınmanın baş vermədiyi istiqamət isə kristalın optik oxu adlanır. İslandiya şpatı qoşaşüasınma yaradan yeganə kristal deyildir. Turmalin, kvars və başqa kristallar (triqonal, tetraqonal və heksaqonal sistemlərə aid olan bütün kristallar) da bu xassəyə malik olmaqla biroxludur. İslandiya şpatı digər kristallara nisbətən güclü qoşaşüasınma xassəsinə malikdir. Qoşaşüasınma hadisəsinin ilk dəfə islandiya şpatında müşahidə olunması da məhz bununla əlaqədardır.
Elə kristallar (rombik, monoklin və triklin sistemlərə daxil olan) vardır ki, onlarda qoşaşüasınma iki istiqamətdə baş verir. Belə kristallar (slyuda, gips və s.)ikioxlu adlanır. İkioxlu kristallarda yaranan hər iki şüa qeyri-adi şüadır, yəni onların hər ikisi kristal daxilində bizə məlum olan adi sınma qanununa tabe olmur. Kubik sistemə mənsub olan kristallarda qoşaşüasınma yaranmır.
Biroxlu kristal üzərinə düşən şüadan və kristalın optik oxundan keçən müstəvi kristalın baş kəsiyi,yaxud baş müstəvisi adlanır. İkioxlu kristallarda isə baş kəsikdedikdə hər iki optik oxdan keçən müstəvi başa düşülür.
Adi və qeyri-adi şüalar.İşığın polyarlaşmasını təhlil edərkən gördük ki, adi şüada elektrik vektoru baş kəsiyə perpendikulyar, qeyri-adi şüada isəbaş kəsik müstəvisi üzərində yerləşir. Polyarlaşma müstəvisi olaraq maqnit vektorundan və düşən şüadan keçən müstəvini qəbul etsək, adi şüanın biroxlu kristalın baş kəsik müstəvisi üzrə, qeyri-adi şüanın isə baş kəsiyə perpendikulyar müstəvi üzərində polyarlaşdığını söyləmək olar. Biroxlu kristal üzərinə təbii işıq deyil, adi və yaxud qeyri-adi şüalardan birini yönəltdikdə də qoşaşüasınma baş verir.

Deməli, kristal üzərinə düşən şüanın təbii, yaxud xətti polyarlaşmış olmasından asılı olmayaraq hər iki halda qoşaşüasınma yaranır. Fərq ondadır ki, düşən işıq təbii olduqda yaranan adi və qeyri-adi şüaların intensivlikləri bərabər olur. Düşən işıq xətti polyarlaşmış olduqda isə yaranan adi və qeyriadi şüaların intensivlikləri ümumi halda bərabər olmur – şüaların intensivlikləri düşən xətti polyarlaşmış işığın rəqs müstəvisi (elektrik vektorununyerləşdiyi müstəvi) ilə kristalın baş kəsik müstəvisi arasındakı bucaqdan asılı olaraq dəyişir. Buna inanmaq məqsədilə kristal üzərinə amplitudu E olan xətti polyarlaşmış işıq yönəldək. Düşən işığın rəqs müstəvisi ilə kristalın baş kəsik müstəvisi arasındakı bucağıα ilə işarə edək. Bu halda adi və qeyri-adi şüaların elektrik vektorları düşən xətti polyarlaşmış işığın elektrik vektoru ilə müvafiq olaraq α və −α bucaqları əmələ gətirir. Onda adi vəqeyri-adi şüaların elektrik vektorlarının amplitud qiymətləri (E₀ və E_e):
E₀=Esinα, E_e=Ecosα.
İntensivlik amplitudun kvadratı ilə düz mütənasib olduğundan intensivliklərin nisbəti

= =

olur. Göründüyü kimi, kristal üzərinə düşən işıq xətti polyarlaşmış olduqda adi və qeyri–adi şüaların intensivlikləri müxtəlif olur. Bu intensivliklər yalnız olduqda bir-birinə bərabər olur.

Fiziki xassələri istiqamətindən asılı olan mühit anizotrop mühit adlanır. Mühitin anizotropluğu onun müxtəlif xassələrinə – mexaniki, elektrik, optik və sair xassələrinə görə olur. Bir qayda olaraq, bir xassəsinə görə anizotrop olan cisim digər xassələrinə görə də anizotrop olur. Lakin müstəsna hallara da rast gəlinir. Məsələn, kub qəfəsinin düyün nöqtələrində mənfi xlor və müsbət natrium ionları yerləşmiş daş duz kristallı optik izotrop olduğu halda mexaniki xassələrinə görə anizotropdur – kubun tilləri və diaqonalı üzrə onun mexaniki xassələri müxtəlifdir.
Mühitin anizotropluğu onu təşkil edən molekulların anizotropluğu və molekulların qarşılıqlı yerləşmə xarakteri iləəlaqədardır. Bununla bərabər molekulların izotrop, yaxud anizotrop olması mühitin hansı xassəyə malik olmasını qabaqcadan tam müəyyən etməyə imkan vermir. Anizotrop molekullardan təşkil olunmuş mühit izotrop, yaxud anizotrop ola bilər. Məsələn, oksigen və hidrogen molekulları anizotropdur –oksigen, yaxud hidrogen atomlarını birləşdirən düz xətt (kimyəvi rabitə xətti) və ona perpendikulyar istiqamətlərdə polyarlaşma müxtəlifdir. Buna baxmayaraq belə molekullardan təşkil olunmuş qazlar həm elektrik, həm də optik xassələrinə görə izotropdur.
Məlumdur ki, ağ işığın yolunda, baş kəsikləri perpendikulyar olmaq şərti ilə iki nikol qoysaq, polyarizatorun buraxdığı işıq selini analizator udar. Ona görə də görüş sahəsi qaranlıq olar. Belə bir vəziyyətdə olan nikollar arasına şüşə lövhə daxil etsək, görüş sahəsində heç bir dəyişiklik görmərik.
Əgər indi şüşə lövhəni bir məngənə ilə sıxsaq, görüş sahəsinin işıqlandığını və lövhənin əlvan rəngə boyandığını görərik.


A

O B A
Buna səbəb mexaniki gərginlik nəticəsində şüşə lövhənin izotrop halından anizotrop halına keçməsidir. Bunun nəticəsində şüşə lövhədə ikiqat şüa sınması hadisəsi baş verir. Bu halda AB optik oxun istiqamətini göstərəcəkdir. Lövhə üzərində əmələ gəlmiş rəngli zolaqların düzülüşü mexaniki gərginliyin paylanmasından asılıdır.

Həmin hadisəyə süni ikiqat şüasınma deyilir.

Anizotropiya zamanı ikiqat şüasınması hadisəsini adi və qeyri – adi şüaların sındırma əmsalları arasındakı fərq xarakterizə edir. Təcrübə göstərir ki,
n_a n_r.a kP
burada, P – mexaniki gərginlik, k – cismin növündən asılı olaraq mütənasiblik əmsalıdır. Həmin hadisədən mexaniki gərginliyin paylanmasını tədqiq etmək üçün geniş surətdə istifadə edilir.
Süni izotropluq yalnız mexaniki təsir nəticəsində deyil, həmçinin, elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində də baş verə bilir. Elektrik sahəsinin təsiri nəticəsində süni anizotropluğun yaranması hadisəsini təcrübədə müşahidə edən Kerr olmuşdur. Kerr təcrübəsi mahiyyət etibarilə aşağıdakılardan ibarətdir.
Baş kəsikləri perpendikulyar olmaq şərti ilə qoyulmuş nikollar arasında kondensator yerləşdirilmişdir.

-

S

+
Elektrik sahəsi olmadıqda görüş sahəsi qaranlıq olursa, elektrik sahəsi yaradan andan - san sonra görüş sahəsi işıqlanır.

Elektrik sahəsi kondensator lövhələri arasında olan maddənin atom və molekullarına təsir edərək, anizotropluq yaradır. Bununda nəticəsində polyarizatordan çıxmış şüalar ikiqat sınaraq analizatora daxil olduqda interferensiya etmiş olur.
Kerr təcrübə əsasında müəyyən etmişdir ki, ikiqat şüa sınması zamanı adi və qeyri – adi şüaların sındırma əmsalları araslğındakı fərq belə olur:
n_a – n_r.a= k E²
burada k – Kerr əmsalı, E – elektrik sahəsinin intensivliyidir. Adi və qeyri – adi şüaların fazaları arasındakı fərq isə bildiyimiz kimi
və ya (n_a – n_r.a)
Burada l – işığın maddə daxilindəki (elektrik sahəsində) yoludur. Kerr effektini izah edən Lanjeven olmuşdur.