ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ

ФАРАДЕЯ ЭФФЕКТ один
из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации
электромагнитного
излучения (напр., света), распространяющегося в веществе вдоль силовых
линий постоянного магнитного поля, проходящих через это вещество. Открыт
М. Фарадеем в 1845 и явился первым доказательством наличия прямой
связи между магнетизмом и светом.

Феноменологич. объяснение
Ф. з. заключается в следующем. Намагниченное вещество в общем случае уже
нельзя охарактеризовать единым преломления показателем п. Показатели
преломления nп_ для излучения правой и левой круговых
поляризаций становятся различными (см. Магнитооптика). Проходящее
через изотропную среду линейно поляризованное излучение всегда может быть
формально представлено как суперпозиция (наложение) двух поляризованных
по правому и левому кругу волн с противоположным направлением вращения.
Различие пи п_ приводит к тому, что поляризованные
по правому и левому кругу составляющие излучения распространяются в среде
с различными фазовыми скоростями, приобретая разность хода, линейно
зависящую от оптической длины пути. В результате плоскость поляризации
монохроматического
света с длиной волны X после прохождения в среде пути l поворачивается
на угол Ф: O = = пl(п_)/Ч. Разность (п- п_) линейно зависит от напряжённости магнитного поля Н в области
не очень сильных полей, в к-рой в общем случае справедливо соотношение

где константа пропорциональности
V зависит от свойств вещества, длины волны излучения и темп-ры и носит
назв. Верде постоянной.

Ф. э. оказался тесно связанным
с Зее-мана эффектом, открытым в 1896 и обусловленным расщеплением
уровней
энергии атомов и молекул магнитным полем. Частоты, соответствующие
отщеплённым уровням, сдвигаются симметрично по отношению к осн. частоте.
Эта симметричность проявляется, в частности, в том, что квантовые переходы
между
этими уровнями при продольном относительно поля распространении света (в
этом случае можно считать исходный уровень расщеплённым лишь на 2 подуровня)
происходят с испусканием и поглощением фотонов, поляризованных по
кругу направо и налево. В результате показатели преломления
(и коэфф. поглощения), слабо зависящие от длины волны (частоты) света,
становятся различными для право- и левополяризованных по кругу компонент
монохроматич. излучения. Грубо можно сказать, что различие скоростей обусловлено
различием длин волн (частот) света, поглощаемого и переизлучаемого частицами
вещества. Строгое описание Ф. э. возможно лишь в рамках квантовой теории.

В Ф. э. ярко проявляется
специфич. характер вектора напряжённости магнитного поля Н (Н - осевой
вектор, "псевдовектор"). Обусловленное Н направление поворота плоскости
поляризации при Ф. э., в отличие от явления естеств. оптической активности,
не
зависит от направления распространения излучения. Поэтому многократное
прохождение света через среду, помещённую в магнитное поле, приводит к
возрастанию угла поворота плоскости поляризации в соответствующее число
раз. Эта особенность Ф. э. нашла применение при конструировании т. н. невзаимных
оптич. и микроволновых устройств, циркуляторов, гираторов, фазовращателей
СВЧ
и т. д. Ф. э. широко используется в науч. исследованиях.

Лит.: Ландсберг Г.
С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волькенштейн М.
В., Молекулярная оптика, М. - Л., 1951; Фриш С. Э.. Оптические спектры
атомов, М. - Л., 1963.

B.C. Запасский.