БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ОП)
Теория О. а. молекулярных паров в рамках классической электронной теории (см. Лоренца — Максвелла уравнения ) была разработана в 1915 М. Борном и независимо шведским физиком К. В. Озееном, которые показали, что наряду с асимметрией молекул следует учитывать несинфазность микротоков, наведённых полем световой волны в разных частях молекул (при всей малости a/l). Квантовую теорию О. а. паров построил в 1928 бельгийский учёный Л. Розенфельд. И в этой, более строгой с позиций современной науки теории рассматриваются процессы, связанные с конечным размером молекул (происходящие на расстояниях ~а ). Для объяснения О. а. оказалось необходимым учитывать как электрический, так и магнитный дипольные моменты, наводимые в молекуле полем проходящей волны. Теория О. а. молекулярных сред, активных лишь в кристаллической фазе, тесно связана с теорией экситонов , т.к. О. а. этих кристаллов определяется характером волн поляризации в них. О теории наведённой О. а. см. Магнитооптика , Фарадея эффект . Современные теории О. а. качественно правильно описывают это явление, однако количественная теория дисперсии О. а. сталкивается со значительными трудностями в связи со сложностью изучаемых объектов.
О. а. обнаруживают широкие классы веществ, в особенности органических. Характер дисперсии О. а. весьма чувствителен к различным факторам, определяющим внутри- и межмолекулярные взаимодействия. Поэтому методы, основанные на измерении О. а., широко используются в физических, химических, биологических и др. научных исследованиях и в промышленности (см. Поляриметрия , Сахариметрия ).
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; Mathieu J. P. Activit_e optique naturelle, в кн.: Encyclopedia of Physics (Handbuch des Physik), v. 28, В. — [а. о.], 1957.
С. Г. Пржибельский.
Оптическая анизотропия
Опти'ческая анизотропи'я , различие оптических свойств среды в зависимости от направления распространения в ней оптического излучения (света) и состояния поляризации этого излучения (см. Поляризация света ). Часто, особенно в кристаллооптике , под О. а. понимают только явление двойного лучепреломления . Более правильно, однако, относить к О. а. и вращение плоскости поляризации , происходящее в оптически-активных веществах . Естественная О. а. большинства кристаллов обусловлена характером их строения — неодинаковостью по разным направлениям поля сил, связывающих частицы в кристаллической решётке, а в случае некоторых оптически-активных кристаллов — также и особенностями возбуждённых состояний электронов и «ионных остовов» в этих кристаллах. Естественная оптическая активность (вращение плоскости поляризации) веществ, которые проявляют её в любом агрегатном состоянии (кристаллическом, аморфном, жидком, газообразном), связана с асимметрией строения отдельных молекул таких веществ и обусловленным ею различием во взаимодействии этих молекул с излучением различной поляризации. Наведённая (искусственная) О. а. возникает в средах, от природы оптически изотропных, под действием внешних полей, выделяющих в средах определённые направления. Это может быть электрическое поле (см. Керра эффект ), магнитное (Коттона — Мутона эффект , Фарадея эффект ), поле упругих сил (явление фотоупругости ). К искусственным О. а. относится также двойное лучепреломление в потоке жидкости (Максвелла эффект) и в средах, через которые пропускают световые потоки сверхвысокой интенсивности (обычно излучение лазеров ).
С. Г. Пржибельский.
Оптическая длина пути
Опти'ческая длина' пути' , оптический путь, между точками А и В прозрачной среды; расстояние, на которое свет (оптическое излучение ) распространился бы в вакууме за время его прохождения от А до В . Поскольку скорость света в любой среде меньше его скорости в вакууме, О. д. п. всегда больше реально проходимого светом расстояния (или, в предельном случае вакуума, равна ему). В оптической системе, состоящей из р однородных сред (траектория луча света в такой системе — ломаная линия), О. д. п. равна , где lk — расстояние, пройденное светом в k -той среде (k = 1, 2,..., р ), nk — показатель преломления этой среды, å — знак суммы. Для одной среды (р = 1) сумма сокращается до единственного члена ln . В оптически неоднородной среде (с плавно меняющимся n ; траектория луча в такой среде — кривая линия), О. д. п. есть , где dl — бесконечно малый элемент траектории луча. Понятие О. д. п. играет большую роль в оптике, особенно в геометрической оптике и кристаллооптике , позволяя сопоставлять пути, проходимые светом в средах, в которых скорость его распространения различна. Геометрическое место точек, для которых О. д. п., отсчитываемая от одного источника, одинакова, называется поверхностью световой волны; световые колебания на этой поверхности находятся в одинаковой фазе . См. также Разность хода лучей, Ферма принцип , Эйконал .
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т.3); Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., ч. 1, М. — Л., 1948; Борн. М., Вольф Э., Основы оптики, пер с англ., 2 изд., М., 1973.
Оптическая звукозапись
Опти'ческая звукоза'пись , то же, что звукозапись фотографическая.
Оптическая изомерия
Опти'ческая изомери'я , один из видов пространственной изомерии .
Оптическая локация
Опти'ческая лока'ция , совокупность методов обнаружения, измерения координат, а также распознавания формы удалённых объектов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона — от ультрафиолетовых до дальних инфракрасных. О. л. позволяет с высокой точностью (до нескольких десятков см ) производить картографирование земной поверхности, поверхности Луны, определять расстояние до облаков, самолётов, космических, надводных и подводных (используя зелёный участок спектра) объектов, исследовать распределение инверсионных и аэрозольных слоев в атмосфере. Практически создание оптических локаторов с большой дальностью действия, высокими точностью и разрешающей способностью стало возможным только с появлением таких мощных источников когерентного излучения, как оптические квантовые генераторы — лазеры . В О. л. используются те же принципы определения координат, что и в радиолокации : оптический локатор облучает объект с помощью передатчика и принимает отражённое от него излучение при помощи приёмника. Электрический сигнал на выходе приёмника содержит информацию о параметрах лоцируемого объекта; характеристики этого сигнала в среднем пропорциональны координатам объекта. Методы обнаружения объектов оптическим локатором и определения их угловых координат в основном такие же, как в теплопеленгации (см. Инфракрасное излучение ), а методы определения дальности такие же, как в радиолокации. Вследствие квантового характера взаимодействия лазерного излучения с детектором приёмника и когерентности лазерного излучения методы обработки сигнала в О. л. являются статистическими. Если оптический локатор определяет только расстояние до объектов, он называется электрооптическим дальномером .
Схема и принцип действия одного из типов оптического локатора для слежения за авиационными и космическими объектами показаны на рис . Луч лазера, пройдя через коллиматор , системой зеркал направляется на объект. Отражённый от объекта луч улавливается плоским зеркалом и направляется на параболическое зеркало, с которого поступает одновременно на диссектор (или матрицу фотоприёмника) — для определения угловых координат и на фотоэлектронный умножитель (или иной детектор) — для определения дальности объекта. Электрические сигналы с диссектора подаются в следящую систему , управляющую положением передающей и приёмной оптических систем локатора.
Основные преимущества оптических локаторов перед радиолокаторами — бо'льшая точность определения угловых координат объектов (по максимуму отражённого сигнала) и высокая разрешающая способность по дальности. Например, при использовании лазерного луча с углом расхождения, равным 10', погрешность определения угловых координат объекта составляет менее 1' (у радиолокаторов — 25—30'); при длительности светового импульса 10 нсек разрешение по дальности может достигать нескольких см . Кроме того, оптический локатор обладает высокой угловой разрешающей способностью, т. е. способностью различать 2 соседних равноудалённых объекта, которая обусловлена очень высокой направленностью излучения. Высокая разрешающая способность оптического локатора даёт возможность решать задачу распознавания формы объектов. Существенный недостаток оптических локаторов — затруднительное использование их в сложных метеорологических условиях (при дожде, тумане, снеге и т.п.) для локации объектов на далёких расстояниях.
