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..