ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм магнитного вращения плоскости поляризации (эффект Фарадея) из "Волновая оптика " В рамках излагаемой теории можно исчерпывающе истолковать классические эксперименты Фарадея, впервые наблюдавшего вращение плоскости поляризации в оптически неактивном веществе, помещенном в продольное магнитное поле. Рассмотрим основные результаты таких экспериментов и объясним их с позиций электронной теории. [c.160] См Пеньков С.Н. и др. Лекционные демонстрации по оптике. Л., 1981. [c.160] Важной особенностью эффекта является его малая инерционность (время установления меньше 10 с), а также независимость от направления луча. Отсюда следует, что угол вращения в данном веществе определяется направлением магнитного поля Нвнеш Последнее свойство (отличающее вращение в магнитном поле от естественного вращения) позволяет увеличить суммарный угол поворота плоскости поляризации системой отражений, на что указывал сам Фарадей (рис. 4. 17). [c.161] При изучении явления следует иметь в виду, что в данном случае, как и в предыдущих задачах, нужно рассчитать действие электромагнитной волны на излучающий электрон. При изучении дисперсии вещества учитывалось лишь действие вектора Е, так как в формуле Лоренца f = ( Е f [vH] второй член в и с раз меньше первого. Но при истолковании эффекта Фарадея необходимо учесть действие внешнего поля Нвнеш которое во много раз больше напряженности магнитного поля электромагнитной волны. Следовательно, [vHeHeml пренебречь уже нельзя. [c.162] Во всех последующих выкладках будем считать Ивнеш = Ввнеш Это приближение вполне законно, так как в опытах по искусственному вращению используют прозрачные тела, у которых, как правило, ц а 1. [c.162] На первой стадии рассмотрения эффекта Фарадея пренебрежем затуханием колебаний, т.е. будем считать, что у = О (тормозящая сила отсутствует). Известно, что такое приближение законно вдали от линии поглощения. [c.162] Ех + iEy = Eq exp (iat) (правое вращение). [c.163] Представляет интерес искусственное вращение плоскости поляризации при освещении образца излучением, частота которого близка к частоте поглощения исследуемого вещества, т.е. когда затуханием колебаний нельзя пренебречь. Эта задача осложнена тем, что до сего времени мы не интересовались, что происходит со спектральной линией, если источник света или поглощающая среда помещены в магнитное поле, Как было впервые установлено в 1896 г. Зееманом, при этом линия расш,епляется на несколько компонент (эффект Зеемана). Число таких компонент, взаимное расположение и относительная интенсивность определяются структурой энергетических уровней, при переходах между которыми возникла исследуемая спектральная линия, и существенно зависят от напряженности прилаженного магнитного по ля. Эффект Зеемана — важное для спектроскопии и атомной физики явление, которое до конца объясняется с позиций кван товой механики. [c.165] На рис. 4.18 приведена фотография спектральной линии неона (Ne), расщепленной магнитным полем (33 кЭ) на три компоненты (наблюдение велось перпендикулярно магнитным силовым линиям). [c.166] Мы установили, что при данной постановке опыта (наблюдение ведется вдоль внешнего магнитного поля) линия испускания расщепится на две поляризованные по кругу а пев- и а р-компоненты, смещенные относительно то на величину Дсо. В центре, где при Н = О находилась бы исследуемая спектральная линия, не будет наблюдаться никакого излучения (см. рис. 4.18, в). [c.167] В результате такого построения выявляются два интересных результата. [c.167] Опыт подтверждает выводы этой простой теории, и вращение плоскости поляризации парами металлов и другими веществами широко используется в современной атомной физике для определения атомных констант, а также для ряда других весьма тонких измерений. [c.168] Вернуться к основной статье