Магнитооптические явления

Одним из величайших открытий М.Фарадея было то, что магнитное поле оказывает влияние на поляризацию светового пучка (так называемый эффект Фарадея).

Свет представляет собой электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве в виде волн. Если электрическое поле Е колеблется в одной и той же плоскости, как показано на рис. 1, то направление распространения волны перпендикулярно направлению этих колебаний, а направление колебаний магнитного поля В перпендикулярно им обоим. Такого рода свет, испускаемый электрическим зарядом, колеблющимся по вертикали, называется плоско-поляризованным.

Рис. 1. Плоско-поляризованный свет.

Если же заряд, создающий излучение, движется по окружности, то электрическое поле распространяется в направлении перпендикуляра к плоскости окружности, описывая спираль, как показано на рис. 2 (аналогично ведет себя и магнитное поле, не показанное на рисунке). Свет такого рода называют светом с круговой поляризацией или циркулярно-поляризованным светом, причем свет заряда, движущегося по окружности, наблюдаемый в плоскости его движения, оказывается плоско-поляризованным.

Рис. 2. Круговая пояризация света.

К магнитооптическим явлениям относится группа явлений связанных со свойствами электромагнитного излучения в телах, помещенных в магнитное поле.

Прежде всего это эффект Фарадея.Открытие Фарадея, сделанное им в 1845 еще до того, как стала известной электромагнитная природа света, состояло в следующем: если плоско-поляризованный свет пропускать сквозь какое-либо из ряда известных прозрачных жидкостей и твердых веществ и одновременно параллельно оси пучка создавать сильное магнитное поле, то наблюдается поворот («вращение») плоскости поляризации, причем угол поворота зависит от вещества, напряженности магнитного поля и пути светового пучка в веществе.

При распространении в веществе линейно поляризованного света вдоль силовых линий магнитного поля наблюдается поворот плоскости поляризации световых волн. Угол поворота, пропорционален длине пути света в веществе и напряженности магнитного поля. Он зависит также от свойств вещества, частоты света. Оптически активные вещества под действием магнитного поля приобретают дополнительную способность вращать плоскость поляризации света.

Возможные применения вытекают из физической сути эффекта: управление поворотом плоскости поляризации с помощью магнитного поля или же измерение магнитных полей по углу поворота.

Частным случаем эффекта Фарадея является магнитооптический эффект Керра - при отражении под любым углом линейно поляризованного света от намагниченного, ферромагнетика возникает эллиптически поляризованный свет. Фактически магнитооптический эффект Керра - это вращение плоскости поляризации в тонком поверхностном слое ферромагнетика.

Существует еще ряд магнитооптических явлений. Так, например, при распространении света в веществе перпендикулярно приложенному магнитному полю также возникает явление двойного лучепреломления (эффект Коттон-Мутона). Этот эффект очень мал по величине; надёжно измерить его удалось только в некоторых жидкостях (бензол, ацетон), стеклах и коллоидах.

Механизм всех магнитооптических явлений тесно связан с механизмом прямого и обращенного эффекта Зеемана.

Эмиссионная электроника

Ядерный магнитный резонанс

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА

Углеродные нанотрубки

Субъективная оценка интенсивности раздражителя

Вернуться в оглавление: Физические явления