Приглашаем посетить сайт
ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
ПЬЕЗООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (фотоупругость, эластооптический эффект) - возникновение оптич. анизотропии в первоначально изотропных твёрдых телах (в т. ч. полимерах) под действием механич. напряжений. П. э. открыт Т. И. Зеебеком (Т. J. Seebeck) в 1813 и Д. Брюстером (D. Brewster) в 1816. П. э.- 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.
П. э. 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 см 2/дин (10-12 - 10-11 м 2/Н).
П. э. 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.
Пьезоэлектрические коэффициенты и полупроводниковые характеристики некоторых полупроводников | ||||||||||
Кристалл |
Группа симметрии |
eg, э В |
eji, Кл/м 2 |
е 14, Кл/м 2 |
е 15, Кл/м 2 |
е 31, Кл/м 2 |
е 33, Кл/м 2 |
e/e0** |
KL*,% |
KS*,% |
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 |
* KL, KS- 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. |