Квадратичные соотношения для электромагнитных колебаний в движущихся материальных средах позволяют реализовать устройства, в которых проявляется фазовая невзаимность для встречных волн. Одним из частных случаев движения среды является поступательное движение, которое приводит к известному эффекту «увлечения» света движущейся средой — эффекту Физо.
Квадратичные соотношения для электромагнитных колебаний в движущихся материальных средах позволяют реализовать устройства, в которых проявляется фазовая невзаимность для встречных волн. Одним из частных случаев движения среды является поступательное движение, которое приводит к известному эффекту «увлечения» света движущейся средой — эффекту Физо.
Его строгое изложение предполагает рассмотрение уравнений электродинамики в системе координат, совершающей поступательное движение. Записывая ковариантный gih и контрвариантный glh метрические тензоры, как это было сделано для вращающейся системы, можно получить уравнения Максвелла в движущейся системе отсчета и найти эффективный показатель преломления среды.
Эффект «увлечения» света
Однако эффект «увлечения» света поступательно движущейся средой можно непосредственно получить из системы дифференциальных уравнений, при выводе которых не накладывалось ограничений на характер скорости движения среды.
Рассмотрим для определенности случай равномерного движения среды вдоль оси х, когда гиротропия отсутствует (g=0).
В практических конструкциях невзаимных фазо-сдвигающих устройств поступательное движение оптически плотной среды, можно заменить на вращательное, используя окружную скорость среды.
Схема использования эффекта Физо
На рисунке приведена схема использования эффекта Физо, в которой движущейся средой является пластина из кварца. Так как линейное поступательное перемещение пластины по периметру резонатора КОКГ оказывается затруднительным из-за наличия газоразрядных трубок и зеркал, то необходимую величину проекции линейной скорости пластины на направление распространения встречных волн можно получить, вращая ее. При этом ось вращения пластины и волновой вектор световой волны не должны лежать в одной плоскости.
В экспериментальных исследованиях использовалась кварцевая пластина толщиной 1,7 см, которая для уменьшения вносимых в резонатор потерь располагалась под углом Брюстера. Замена поступательного движения вращательным приводит к тому, что линейная скорость движения среды по сечению пучка оказывается неодинаковой (точки, лежащие ближе к оси вращения, имеют меньшую величину линейной скорости). Зависимость разностной частоты встречных волн КОКГ от скорости движения пластины приведена на рисунке.
Эксперимент с движущейся жидкостью
Близким по технической реализации был эксперимент с движущейся жидкостью. Поток жидкости между двумя пластинами, расположенными под углом Брюстера, вводился в кольцевой ОКГ. Скорость движения жидкости (ССЦ) изменялась от 650 до 1350 см/с (оптическая длина пути 5,8 мм).
При этом между встречными лучами возникали биения. Однако турбулентные явления и неравномерность скорости потока по сечению не позволили получить удовлетворительного соответствия экспериментальных и теоретических данных.
Для исследования явления «увлечения» света воздушной средой использовалась специальной конструкции трубка, с помощью которой воздух направлялся вдоль траектории световых волн в резонаторе КОКГ.
Нужны тканевые компенсаторы? Заходите на http://www.auremo.org/tkanevyie-kompensatoryi.html и выбирайте. Лучшие цены!
ООО "Ауремо"
+7(812)680-16-77 Санкт-Петербург
+38(044)392-21-55 Киев
www.auremo.org