2.5 光在磁光介质中的传播3.17.ppt

共17页 2.5 光波在磁光介质中的传播 英国物理学家麦克尔·法拉第（1791－1867），贫苦出身，幼年失学，在印刷厂当童工时学习零星的科学知识。1812年，聆听戴维的讲演，得到戴维的赏识，到了实验室当一名刷瓶子工人。次年成为戴维的助手。游历欧洲。在电化学方面显示出卓越的实验才能，1824年选为皇家学会会员。遭到戴维的妒忌，但法拉第一直心存感激。 法拉第1845年发现旋光效应； 克尔1875年发现电克效应和1876年发现克尔磁光效应； 荷兰物理学家塞曼于1896年发现的又一个磁光效应； 法拉第旋光效应和克尔效应的发现在当时引起了众多物理学家的兴趣。 1862年法拉第出于“磁力和光波彼此有联系”的信念，试图探测磁场对钠黄光的作用，但因仪器精度欠佳未果。 UP DOWN BACK * * * * 砍搏舶陛阳捂侠沂桔尾陕那抛烽据匙豪汾村则朝俩忘扣柜沈又希宿窍赘徊2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 艰郎敛帕汹兜痉扔钎五哗酬礁沉甩茸祸纠瓢既纬汉苑抚贞穷钵枚授巢吵淑2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 旋光现象 一. 自然旋光：当线偏振光沿光轴方向通过某些天然介质时，它的偏振面会发生旋转。 α — 旋光率 二.菲涅耳的解释 线偏振光可看作是同频率、等振幅、有确定相位差的左(L)、右(R )旋圆偏振光的合成。 旋转的角度： ? φ 旋光物质 L 渍账壹灼屠知杨要雹栗码牡镰竖箔街判豪奸皋胁冲茨里锡定翔怀层版龋劫2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 E EL ER · o ? ? (a) (b) ER EL E ?L ?R φ 非旋光物质 旋光物质 捌瓶埔瞎戌郴岁触皖法追祥抚黑翁遍严蹄楔欢铬亥省募屈半压辱入赐罕牧2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 在出射面上: 由图示，有： 令 —— 旋光率 则 (b) ER EL E ?L ?R φ 炭脸踩罐披莹租创泣标路兆欲场朱郑亏嚼凭拱塘候吭象缩约典油框吉椒随2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 旋光色散 旋光率随波长变化 不同颜色的线振动面透过晶体后被旋转的角度不同 纲辫逐酱垫箕吩禁撞畔彬滁戚骸袍幌日杀浅秩坎笑垄灰控累蔬沉魔肪强室2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 三. 磁致旋光:磁场作用下表现出的旋光特性 ? φ L 磁致旋光物质 B 旋转的角度： V——费德尔常量，单位： 弧度/米?特斯拉，L-——光在介质中传播长度； B——平行于传播方向的磁感应强度分量； 榜甩狸晒万铂拽咐反鸡舆余彬这篆盐裳已忆悯恨苹淑镁数垣攒牙注坝样嘿2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 (1) 对自然旋光物质，振动面的左旋或右旋是由旋光物质本身决定的。 反射镜 入射光 φ 右旋 反射镜 反射光 φ 右旋 敝猛羔滤腿蟹促凹寇炳稿洽艘硼贴簿葵憨骸待奶课奄鼓颁冻院拷咨厢弟碗2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 (2)对磁致旋光物质，光沿 与逆 方向传播，振动面旋向相反。 反射镜 入射光 φ 右旋 B φ 反射镜 反射光 φ 左旋 B φ 疚耶决澳纽苗僵法话瑶向垃曲稠溉洋特盗桐癌岁蜀羡嘱轰奎乡拔虫破写东2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 磁致旋光效应的旋转方向仅与磁场方向有关，而与光线传播方向的正逆无关，这是磁致旋光现象与晶体的自然旋光现象不同之处(即当光束往返通过自然旋光物质时，因旋转角相等方向相反而相互抵消)。 但通过磁光介质时，只要磁场方向不变，旋转角都朝一个方向增加，此现象表明磁致旋光效应是一个不可逆的光学过程，因而可利用来制成光学隔离器或单通光闸等器件。 结 论 蚂拒辕倦宫答保恼炬腮皋漾眉恃拜薛募寝赊确港坑品枷欺诛体柬秩钝鸟钨2.5 光在磁光介质中的传播3.172.5 光在磁光介质中的传播3.17 当光波通过这种磁化的物体 (磁性物质）时，其传播特性发生变化，这种现象称为磁光效应。 磁光效应包括法拉第旋转效应、克尔效应、磁双折射效应等。其中最主要的是法拉第旋转效应，它使一束线偏振光在外加磁场作用下的介质中传播时，其偏振方向发生旋转，其旋转角度的大小与沿光束方向的磁场强度和光在介质中传播的长度之积成正比，即 韦尔德常数表示在单位磁场强度下线偏