Продольный магнитооптический эффект Фарадея
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: контрольные 8 класс, тезис
Добавил(а) на сайт: Чикунов.
1 2 | Следующая страница реферата
Продольный магнитооптический эффект Фарадея.
1. Основные свойства эффекта.
Продольный магнитооптический эффект состоит в повороте плоскости поляризации луча света, проходящего через прозрачную среду, находящуюся в магнитном поле. Этот эффект был открыт в 1846 году. Открытие магнитооптического эффекта долгое время имело значение в чисто физическом аспекте, но за последние десятилетия оно дало много практических выходов. Также были открыты другие магнитооптические эффекты, в частности, хорошо известный эффект Зеемана и эффект Керра, проявляющийся в повороте плоскости поляризации луча, отраженного от намагниченной среды. наш интерес к эффектам Фарадея и Керра обусловлен их применением в физике, оптике и электронике. К ним относятся :
- определение эффективной массы носителей заряда или их плотности в полупроводниках;
- амплитудная модуляция лазерного излучения для оптических линий связи и определение времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках;
- изготовление оптических невзаимных элементов;
- визуализация доменов в ферромагнитных пленках;
- магнитооптическая запись и воспроизведение информации как в
специальных, так и бытовых целях.
[pic]
Принципиальная схема устройства для наблюдения и многих применений эффекта Фарадея показана на рис. 1. Схема состоит из источника света, поляризатора, анализатора и фотоприемника. Между поляризатором и анализатором помещается исследуемый образец. Угол поворота плоскости поляризации отсчитывается по углу [pic] поворота анализатора до восстановления полного гашения света при включенном магнитном поле.
Интенсивность прошедшего пучка определяется законом Малюса
[pic]
На этом основана возможность использования эффекта Фарадея для модуляции пучков света. Основной закон, вытекающий из измерений угла поворота плоскости поляризации [pic], выражается формулой
[pic] где [pic] - напряженность магнитного поля, [pic] - длина образца, полностью находящегося в поле и [pic]- постоянная Верде, которая содержит в себе информацию о свойствах, присущих исследуемому образцу, и может быть выражена через микроскопические параметры среды.
Основная особенность магнитооптического эффекта Фарадея состоит в
его невзаимности, т.е. нарушении принципа обратимости светового пучка.
Опыт показывает, что изменение направления светового пучка на обратное /на
пути "назад"/ дает такой же угол поворота и в ту же сторону, как на пути
"вперед". Поэтому при многократном прохождении пучка между поляризатором
и анализатором эффект накапливается. Изменение направления магнитного
поля, напротив, изменяет направление вращения на обратное. Эти свойства
объединяются в понятии "гиротропная среда".
2. Объяснение эффекта циркулярным магнитным двупреломлением.
Согласно Френелю, поворот плоскости поляризации является следствием
циркулярного двупреломления. Циркулярная поляризация выражается функциями
[pic] для правого вращения /по часовой стрелке/ и [pic] для вращения
против часовой стрелки. Линейная поляризация может рассматриваться
как результат суперпозиции волн с циркулярной поляризацией с
противоположным направлением вращения. Пусть показатели преломления для
правой и левой циркулярной поляризации неодинаковы. Введем средний
показатель преломления [pic] и отклонение от него [pic] . Тогда получим
колебание с комплексной амплитудой
[pic]
что соответствует вектору [pic], направленному под углом [pic] к оси X.
Этот угол и есть угол поворота плоскости поляризации при циркулярном
двупреломлении, равный
[pic]
3. Вычисление разности показателей преломления.
Из теории электричества известно, что система зарядов в магнитном поле
вращается с угловой скоростью
[pic]
которая называется скоростью прецессии Лармора.
Представим себе что мы смотрим навстречу циркулярно поляризованному
лучу, идущему через среду, вращающуюся с частотой
Лармора; если направления вращения вектора [pic]в луче и Ларморовского
вращения совпадают, то для среды существенна относительная угловая
скорость [pic], а если эти вращения имеют разные направления, то
относительная угловая скорость равна [pic].
Но среда обладает дисперсией и мы видим, что
[pic]
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: налоги и налогообложение, реферат анализ.
1 2 | Следующая страница реферата