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磁光效應

磁光效應(漢語拼音:Ciguang Xiaoying;英語:magnetic-optical effect),光與處于磁化狀態的物質發生相互作用而引起的各種光學現象。包括法拉第效應、科頓-穆頓效應和克爾磁光效應等。這些效應均起源于物質的磁化,反映了光與物質磁性間的聯系。

目錄

效應分類 編輯本段

法拉第效應

  1845年由M.法拉第發現。當線偏振光(見光的偏振)在介質中傳播時,若在平行于光的傳播方向上加一強磁場,則光振動方向將發生偏轉,偏轉角度ψ與磁感應 強度B和光穿越介質的長度l的乘積成正比,即ψ=VBl,比例系數V稱為費爾德常數,與介質性質及光波頻率有關。偏轉方向取決于介質性質和磁場方向。上述現象稱為法拉第效應或磁致旋光效應。該效應可用來分析碳氫化合物,因每種碳氫化合物有各自的磁致旋光特性;在光譜研究中,可借以得到關于激發能級的有關知識;在激光技術中可用來隔離反射光,也可作為調制光波的手段。

科頓-穆頓效應

  1907年A.科頓和H.穆頓首先在液體中發現。光在透明介質中傳播時,若在垂直于光的傳播方向上加一外磁場,則介質表現出單軸晶體(見雙折射)的性質,光軸沿磁場方向,主折射率之差正比于磁感應強度的平方。此效應也稱磁致雙折射。W.佛克脫在氣體中也發現了同樣效應,稱佛克脫效應,它比前者要弱得多。當介質對兩種互相垂直的振動有不同吸收系數時,就表現出二向色性的性質,稱為磁二向色性效應。

克爾磁光效應

  入射的線偏振光在已磁化的物質表面反射時,振動面發生旋轉的現象,1876年由J.克爾發現??藸柎殴庑謽O向、縱向和橫向三種,分別對應物質的磁化強 度與反射表面垂直、與表面和入射面平行、與表面平行而與入射面垂直三種情形。極向和縱向克爾磁光效應的磁致旋光都正比于磁化強度,一般極向的效應最強,縱向次之,橫向則無明顯的磁致旋光??藸柎殴庑淖钪匾獞檬怯^察鐵磁體的磁疇(見磁介質、鐵磁性)。不同的磁疇有不同的自發磁化方向,引起反射光振動面的不同旋轉,通過偏振片觀察反射光時,將觀察到與各磁疇對應的明暗不同的區域。用此方法還可對磁疇變化作動態觀察。

效應原理 編輯本段

克爾磁光效應分極向、縱向和橫向三種,分別對應物質的磁化強度與反射表面垂直、與表面和入射面平行、與表面平行而與入射面垂直三種情形。極向和縱向克爾磁光效應的磁致旋光都正比于磁化強度,一般極向的效應最強,縱向次之,橫向則無明顯的磁致旋光。

主要應用 編輯本段

克爾磁光效應的最重要應用是觀察鐵磁體的磁疇(見磁介質、鐵磁性)。不同的磁疇有不同的自發磁化方向,引起反射光振動面的不同旋轉,通過偏振片觀察反射光時,將觀察到與各磁疇對應的明暗不同的區域。用此方法還可對磁疇變化作動態觀察。

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