
【计】 Faraday magneto-optical effect
Faraday
【电】 farad
【计】 magneto-optical effect; magnetooptical effect
【化】 magneto-optic effect
法拉第磁光效应(Faraday Magneto-Optic Effect)
指线偏振光通过置于磁场中的透明介质时,其偏振方向发生旋转的现象。该效应由英国物理学家迈克尔·法拉第于1845年首次发现,是磁场与光波相互作用的经典表现。
磁场与介质的相互作用
当线偏振光沿磁场方向穿过介质(如玻璃、晶体或液体)时,磁场使介质的电子能级发生塞曼分裂,导致左旋和右旋圆偏振光在介质中传播速度不同(即折射率差异),从而产生偏振面的旋转。旋转角度 (theta) 满足公式:
$$ theta = V cdot B cdot L $$
其中 (V) 为费尔德常数(Verdet constant,与介质和光波长相关),(B) 为磁感应强度,(L) 为光在介质中的传播路径长度。
非互易性与应用
法拉第效应的显著特征是非互易性:光的传播方向与磁场方向平行时,偏振旋转方向固定,不随光路反向而改变。这一特性被广泛应用于光学隔离器、环形器及磁光传感器中,实现光路的单向传输与磁场测量。
技术意义:法拉第效应揭示了光与磁场的耦合机制,为现代光通信、磁成像及量子光学提供了基础物理支撑。
法拉第磁光效应(又称法拉第旋转或磁致旋光效应)是一种磁光现象,指线偏振光在介质中传播时,若沿光的传播方向施加磁场,光的偏振面会发生旋转。这一现象由迈克尔·法拉第于1845年首次发现,揭示了光与磁场、介质之间的相互作用关系。
基本现象与公式
偏振面的旋转角度(psi)与磁感应强度(B)、光穿过介质的长度(d)成正比,公式为:
$$
psi = V cdot B cdot d
$$
其中,(V)为费尔德常数,其值与介质材料属性及光波频率相关。
物理机理
特性与意义
费尔德常数(V)随介质种类和光波长变化,例如石英的(V)较小,而某些磁性材料(如钇铁石榴石)的(V)较大。这一效应首次通过实验证明光与电磁场存在直接相互作用,推动了电磁学与光学的发展。
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