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磁緻旋光英文解釋翻譯、磁緻旋光的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 magnetic opticity; magnetic rotation; magneto-optical rotation

分詞翻譯:

磁的英語翻譯:

magnetism

緻的英語翻譯:

deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send

旋的英語翻譯:

screw; spin; whirl; come back; lathe; return; revolve; soon
【醫】 administer; spin

光的英語翻譯:

light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-

專業解析

磁緻旋光(Magneto-optic effect)是物理學中描述磁場對光偏振态産生影響的一類現象的總稱。其核心指當線偏振光沿外加磁場方向(或存在反平行分量)通過某些透明介質(如玻璃、晶體、液體或氣體)傳播時,其偏振面發生旋轉的現象。這種旋轉被稱為法拉第旋轉(Faraday rotation),是磁緻旋光效應中最典型的表現。

  1. 核心定義與表現: 磁緻旋光特指介質在磁場作用下呈現旋光性。當一束線偏振光平行于外加磁場方向穿過該介質時,其偏振面(即電場矢量振動方向所在的平面)會繞着光的傳播方向發生旋轉。旋轉角度的大小與介質的性質、磁場的強度、光在介質中傳播的距離成正比。旋轉方向(左旋或右旋)取決于磁場的方向和介質本身的性質(維爾德常數V的符號),與光的傳播方向無關。這是磁緻旋光與自然旋光(旋轉方向與光傳播方向有關)的關鍵區别。

  2. 數學表達(維爾德公式): 法拉第旋轉角 $theta$ 的定量關系由維爾德公式(Verdet's formula)給出: $$ theta = V cdot B cdot L $$ 其中:

    • $theta$ 是偏振面的旋轉角度(單位:弧度或度)。
    • $V$ 是維爾德常數(Verdet constant),是表征介質磁光特性的材料常數,單位通常是弧度/(特斯拉·米) [rad/(T·m)] 或 分鐘/(奧斯特·厘米) [min/(Oe·cm)]。其數值和符號(正負)取決于介質材料、光的波長和溫度。
    • $B$ 是外加磁場的磁感應強度(單位:特斯拉 T)。
    • $L$ 是光在介質中傳播的路徑長度(單位:米 m)。
  3. 物理機制: 磁緻旋光效應的微觀機制源于磁場對介質中帶電粒子(主要是電子)運動狀态的影響。磁場使介質中電子的軌道或自旋發生進動(拉莫爾進動),導緻介質對左旋圓偏振光和右旋圓偏振光呈現出不同的折射率($n+$ 和 $n-$)。這種折射率的差異(圓雙折射)使得線偏振光(可視為左旋和右旋圓偏振光的疊加)在傳播過程中,其合成偏振方向發生連續旋轉,表現為偏振面的法拉第旋轉。

  4. 應用價值: 磁緻旋光效應在現代光學和光電子技術中具有重要應用:

    • 光學隔離器:利用法拉第旋轉的非互易性(旋轉方向隻取決于磁場方向,與光傳播方向無關),結合偏振元件,實現光的單向傳輸,保護激光器等光源免受反射光幹擾。
    • 磁光調制器:通過改變磁場強度來調制通過光的偏振态或強度。
    • 磁光存儲:利用激光和局部磁場在磁光材料(如稀土-過渡金屬合金)上讀寫信息。
    • 磁場傳感:通過精确測量法拉第旋轉角來探測磁場強度。
    • 基礎研究:用于研究材料的電子結構、能帶特性、磁性等。

引用參考:

網絡擴展解釋

磁緻旋光(又稱法拉第效應)是一種磁光效應,指線偏振光在磁場作用下通過某些介質時,其偏振面發生旋轉的現象。以下是詳細解釋:


一、基本概念

  1. 現象描述
    當平面偏振光沿磁場方向(磁力線方向)通過介質(如石英、玻璃等)時,其偏振面會旋轉一定角度。旋轉方向與磁場方向相關,且旋轉角度大小與磁場強度、光通過介質的路徑長度成正比。

  2. 發現曆史
    由英國物理學家邁克爾·法拉第于1846年首次發現,故稱法拉第效應。


二、物理機制

  1. 塞曼效應與能級分裂
    介質分子中的簡并能級(基态或激發态)在磁場作用下發生分裂,導緻左旋和右旋圓偏振光的共振吸收頻率不同,折射率((n_L)和(n_R))産生差異。

  2. 偏振面旋轉公式
    旋轉角度(phi)滿足:
    $$ phi = V cdot B cdot l $$
    其中:

    • (V)為費爾德常數(Verdet常數),與介質材料和光波長相關;
    • (B)為磁場強度;
    • (l)為光在介質中的傳播路徑長度。

三、關鍵特性

  1. 非互易性
    旋轉方向僅由磁場方向決定,與光的傳播方向無關。例如,光往返通過同一磁場時,旋轉角度會疊加而非抵消。

  2. 與自然旋光的區别

    • 自然旋光:某些晶體(如石英)固有特性,無需磁場;
    • 磁緻旋光:需外加磁場,且可通過改變磁場方向控制偏振旋轉方向。

四、實際應用

法拉第效應在光學器件中廣泛應用,如:


參考文獻

如需更詳細的實驗步驟或數學推導,可參考相關學術文獻或權威教材。

分類

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