![]() |
![]() |
|
![]() | ![]() |
Открытие эффекта вращения поляризации света в намагниченной среде М. Фарадеем
Данный эффект был открыт Фарадеем в 1845 году и впоследствии объяснен Френелем. Дадим краткий обзор модели Френеля. Для этого заметим, что циркулярно поляризованную плоскую монохроматическую волну, распространяющуюся в направлении оси где т.е. данный вектор поворачивается вокруг оси поэтому циркулярная поляризация, несмотря на свою нетривиальность, представляет из себя всего лишь суперпозицию двух волн, линейно поляризованных вдоль осей Если вещество является изотропным, то в нем волны с двумя линейными, а, значит, и с двумя циркулярными поляризациями обладают одной и той же скоростью. Пусть теперь в таком изотропном диэлектрике наведено однородное магнитное поле с напряженностью Сила Лоренца по виду соответствует силе инерции Кориолиса мы получим уравнения движения, имевшие место в отсутствие магнитного поля: (на самом деле, в данной системе возникает еще центробежная сила, однако она пропорциональна Относительно таких электронов скорости вращения вектора электрического поля право- и левополяризованной волн будут уже равны
В результате волна с частотой Поляризация такой волны в каждой точке т.е. прохождение через толщу вещества приводит к вращению поляризации света. С современной, квантовой точки зрения эффект Фарадея объясняется на основе эффекта Зеемана — расщепления энергетического спектра электрона во внешнем магнитном поле по квантовому числу, определяющему проекцию его момента импульса на направление поля. Это приводит к тому, что световая волна обменивается с веществом право- и левополяризованными фотонами с разной интенсивностью, поэтому насыщается фотонами одной из этих поляризаций. Последнее и проявляется в явлении вращения поляризации. Эффект Фарадея используется в магнитооптических запоминающих устройствах, линиях передачи информации, а также на его основе пытаются создать оптические транзисторы — приборы, в которых лучи света управляют другими лучами света. Из таких элементов предполагается строить оптические компьютеры, которые должны обладать скоростью, на порядки превышающей скорости современных, «электрических» компьютеров. Для сравнения достаточно представить, что частота видимого света на 5–6 порядков величины превышает тактовые частоты современных процессоров. Важно отметить, что эффект, открытый Майклом Фарадеем, был одним из первых эффектов, говоривших о взаимосвязи магнитного поля и света. Он был одним из первых аргументов в пользу гипотезы электромагнитной природы света. <<К предыдущему эксперименту | Оптика | К следующему эксперименту>> |
|
![]() |
![]() |
![]() |