
【計】 Faraday magneto-optical effect
Faraday
【電】 farad
【計】 magneto-optical effect; magnetooptical effect
【化】 magneto-optic effect
法拉第磁光效應(Faraday Magneto-Optic Effect)
指線偏振光通過置于磁場中的透明介質時,其偏振方向發生旋轉的現象。該效應由英國物理學家邁克爾·法拉第于1845年首次發現,是磁場與光波相互作用的經典表現。
磁場與介質的相互作用
當線偏振光沿磁場方向穿過介質(如玻璃、晶體或液體)時,磁場使介質的電子能級發生塞曼分裂,導緻左旋和右旋圓偏振光在介質中傳播速度不同(即折射率差異),從而産生偏振面的旋轉。旋轉角度 (theta) 滿足公式:
$$ theta = V cdot B cdot L $$
其中 (V) 為費爾德常數(Verdet constant,與介質和光波長相關),(B) 為磁感應強度,(L) 為光在介質中的傳播路徑長度。
非互易性與應用
法拉第效應的顯著特征是非互易性:光的傳播方向與磁場方向平行時,偏振旋轉方向固定,不隨光路反向而改變。這一特性被廣泛應用于光學隔離器、環形器及磁光傳感器中,實現光路的單向傳輸與磁場測量。
技術意義:法拉第效應揭示了光與磁場的耦合機制,為現代光通信、磁成像及量子光學提供了基礎物理支撐。
法拉第磁光效應(又稱法拉第旋轉或磁緻旋光效應)是一種磁光現象,指線偏振光在介質中傳播時,若沿光的傳播方向施加磁場,光的偏振面會發生旋轉。這一現象由邁克爾·法拉第于1845年首次發現,揭示了光與磁場、介質之間的相互作用關系。
基本現象與公式
偏振面的旋轉角度(psi)與磁感應強度(B)、光穿過介質的長度(d)成正比,公式為:
$$
psi = V cdot B cdot d
$$
其中,(V)為費爾德常數,其值與介質材料屬性及光波頻率相關。
物理機理
特性與意義
費爾德常數(V)隨介質種類和光波長變化,例如石英的(V)較小,而某些磁性材料(如钇鐵石榴石)的(V)較大。這一效應首次通過實驗證明光與電磁場存在直接相互作用,推動了電磁學與光學的發展。
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