Пьезооптический эффект. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Пьезооптический эффект (фотоупругость, эластооптический эффект) - возникновение оптич. анизотропии в первоначально изотропных твёрдых телах (в т. ч. полимерах) под действием механич. напряжений. Пьезооптический эффект открыт Т. И. Зеебеком (Т. J. Seebeck) в 1813 и Д. Брюстером (D. Brewster) в 1816. Пьезооптический эффект - следствие зависимости диэлектрич. проницаемости от деформации; проявляется в виде двойного лучепреломления и дихроизма ,возникающих под действием механич. нагрузок. При одноосном растяжении или сжатии прозрачное изотропное тело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптич. осью, параллельной оси растяжения или сжатия. При более сложных деформациях, напр. при двустороннем растяжении, образец становится оптически двуосным.

Пьезооптический эффект обусловлен деформацией электронных оболочек атомов и молекул н ориентацией оптически анизотропных молекул либо их частей, а в полимерах - раскручиванием и ориентацией полимерных цепей. Для малых одноосных растяжений и сжатий выполняется соотношение Брюстера Dn = КР, где Dn - величина двойного лучепреломления (разность показателей преломления для обыкновенной и необыкновенной волн), P - напряжение, К - упругооптич. постоянная (постоянная Брюстера). Для стёкол К = = 10^-13 - 10^-12 см²/дин (10^-12 - 10^-11 м²/Н).

Пьезооптический эффект используется при исследовании напряжений в механич. моделях (см. Поляризационно-оптический метод исследования).

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Fрохт М. М., Фотоупругость, пер. с англ., т. 1-2, М.- Л., 1948-50; Бир Г. Л., Пикус Г. Е., Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках, М., 1972; Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, Р. Терстона, пер. с англ., т. 7, М., 1974, гл. 5. Э. М. Эпштейн.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Пьезоэлектрические коэффициенты и полупроводниковые характеристики некоторых полупроводников
Кристалл	Группа симметрии	e_g, эВ	e_ji, Кл/м²	е₁₄, Кл/м²	е₁₅, Кл/м²	е₃₁, Кл/м²	е₃₃, Кл/м²	e/e₀^**	^K_L^,%*	^K_S^,%*
Те	32	0,38	0,5	0,72	0	0	0	e₁=33; e₃=53	35	53
GaAs	43 m	1,43	0	- 0,16	0	0	0	12	2	7
GaP	- " -	2,3	0	-0,1	0	0	0	8,5	-	11
InSb	- " -	0,18	0	0,08	0	0	0	16	3	4
b-ZnS	- " -	3,8	0	0,14	0	9	0	8,3	-	5, 4
a-ZnS	6 mm	3,6	0	0	0,07	-	0,14	-	6	4
ZnO	- " -	3,4	0	0	- 0,59	- 0,61	1,14	e₁=8,3; e₃=8,8	28	32
CdS	- " -	2,4	0	0	- 0,21	-0,24	0,44	e₁=9,0; e₃=9,5	15	19
6H- SiC	- " -	3,0	0	0	0,08	-	0,2	e₁=9,7; e₃=10	2,8	2
Bi₁₂GeO₂₀	23	3,2	0	0,99	0	0	0	38	19	50
* K_L, K_S - коаф. эл--механич. связи для продольных и поперечных упругих волн, распространяющихся в кристалле; ** e₀=8,85·10^-12 Ф/м; две величины указывают на анизотропию.