«Фарадея эффект»

один из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации (См. Вращение плоскости поляризации) электромагнитного излучения (например, Света), распространяющегося в веществе вдоль силовых линий постоянного магнитного поля, проходящих через это вещество. Открыт М. Фарадеем (См. Фарадей) в 1845 н явился первым доказательством наличия прямой связи между магнетизмом и светом.

Феноменологическое объяснение Ф. з. заключается в следующем. Намагниченное вещество в общем случае уже нельзя охарактеризовать единым преломления показателем (См. Преломления показатель)n. Показатели преломления n ₊ и n_- для излучения правой и левой круговых поляризаций становятся различными (см. Магнитооптика). Проходящее через изотропную среду линейно поляризованное излучение всегда может быть формально представлено как суперпозиция (наложение) двух поляризованных по правому и левому кругу волн с противоположным направлением вращения. Различие n ₊ и n_- приводит к тому, что поляризованные по правому и левому кругу составляющие излучения распространяются в среде с различными фазовыми скоростями, приобретая Разность хода, линейно зависящую от оптической длины пути (См. Оптическая длина пути). В результате плоскость поляризации монохроматического света (См. Монохроматический свет) с длиной волны (после прохождения в среде пути l поворачивается на угол ϑ: (=πl (n ₊ – n_-)/λ. Разность (n ₊ – n_-)линейно зависит от напряжённости магнитного поля Н (См. Напряжённость магнитного поля) в области не очень сильных полей, в которой в общем случае справедливо соотношение ϑ= VHl,где константа пропорциональности V зависит от свойств вещества, длины волны излучения и температуры и носит название Верде постоянной (См. Верде постоянная).

Ф. э. оказался тесно связанным с Зеемана эффектом, открытым в 1896 и обусловленным расщеплением уровней энергии (См. Уровни энергии) атомов и молекул магнитным полем. Частоты, соответствующие отщепленным уровням, сдвигаются симметрично по отношению к основной частоте. Эта симметричность проявляется, в частности, в том, что Квантовые переходы между этими уровнями при продольном относительно поля распространении света (в этом случае можно считать исходный уровень расщепленным лишь на 2 подуровня) происходят с испусканием и поглощением Фотонов, поляризованных по кругу направо и налево. В результате показатели преломления (и коэффициент поглощения),. слабо зависящие от длины волны (частоты) света, становятся различными для право- и левополяризованных по кругу компонент монохроматического излучения. Грубо можно сказать, что различие скоростей обусловлено различием длин волн (частот) света, поглощаемого и переизлучаемого частицами вещества. Строгое описание Ф. э. возможно лишь в рамках квантовой теории.

В Ф. э. ярко проявляется специфический характер вектора напряжённости магнитного поля Н (Н – Осевой вектор, «псевдовектор»). Обусловленное Н направление поворота плоскости поляризации при Ф. э., в отличие от явления естественной оптической активности (См. Оптическая активность), не зависит от направления распространения излучения. Поэтому многократное прохождение света через среду, помещенную в магнитное поле, приводит к возрастанию угла поворота плоскости поляризации в соответствующее число раз. Эта особенность Ф. э. нашла применение при конструировании т. н. невзаимных оптических и микроволновых устройств, Циркуляторов, Гираторов, фазовращателей (См. Фазовращатель) СВЧ и т.д. Ф. э. широко используется в научных исследованиях.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд.,. М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. – Л., 1951; Фриш С. Э., Оптические спектры атомов, М. – Л., 1963.

В. С. Запасский.

ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ - вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света при прохождении его через вещество, помещенное в магнитное поле, вдоль поля. Открыт М. Фарадеем в 1845.

ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ

один из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации линейно поляризов. света, распространяющегося в в-ве вдоль пост. магн. поля, в к-ром находится это в-во. Открыт М. Фарадеем в 1845 и явился первым доказательством прямой связи оптич. и эл.-магн. явлений.

Феноменологич. объяснение Ф. э. заключается в том, что в общем случае намагниченное в-во нельзя охарактеризовать одним показателем преломления n.

Под действием магн. поля показатели преломления (n+ и n-) для циркулярно право- и левополяризованного света становятся различными. Вследствие этого при прохождении через среду (вдоль магн. поля) линейно поляризов. излучения его циркулярно лево- и правополяризованные составляющие распространяются с разными фазовыми скоростями, приобретая разность хода, линейно зависящую от оптической длины пути. В результате плоскость поляризации линейно поляризованного монохроматич. света с длиной волны l, прошедшего в среде путь l, поворачивается на угол q=pl(n+-n-)/l. В области не очень сильных магн. полей разность (n+-n-) линейно зависит от напряжённости магн. поля и в общем виде угол фарадеевского вращения описывается соотношением q=VHl, где константа пропорциональности V зависит от св-в в-ва, длины волны излучения и темп-ры и наз. Верде постоянной.

Ф. э. по своей природе тесно связан с Зеемана эффектом, обусловленным расщеплением уровней энергии атомов и молекул магн. полем. При продольном относительно магн. поля наблюдении спектр. компоненты зеемановского расщепления оказываются циркулярно поляризованными. Соответствующую циркулярную анизотропию обнаруживает и спектр. ход показателя преломления в области зеемановских переходов. Т. о., в наиболее простом виде Ф. э. явл. следствием зеемановского расщепления кривых дисперсии показателя преломления для двух циркулярных поляризаций..

В Ф. э. ярко проявляется специфич. характер вектора напряжённости магн. поля H (Н — осевой вектор, «псевдовектор»). Знак угла поворота плоскости поляризации при Ф. э. (в отличие от случая естественной оптич. активности) не зависит от направления распространения света (по полю или против поля). Поэтому многократное прохождение света через среду, помещённую в магн. поле, приводит к возрастанию угла поворота плоскости поляризации в соответствующее число раз. Эта особенность Ф. э. нашла применение при конструировании т. н. невзаимных оптич. и радиомикроволновых устройств. Ф. э. широко используется в научных исследованиях.

Фараде́я эффе́кт

вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в веществе вдоль постоянного магнитного поля, в котором находится это вещество. Открыт М. Фарадеем в 1845.

* * *

ФАРАДЕ́Я ЭФФЕ́КТ, вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света при прохождении его через вещество, помещенное в магнитное поле, вдоль поля. Открыт М. Фарадеем в 1845.

вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в в-ве вдоль пост. магн. поля, в к-ром находится это в-во. Открыт М. Фарадеем в 1845.