磁光效应必威体育精装版分析和总结.pdf

磁光效应 磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象 . 包 括法拉第效应、 克尔磁光效应、 塞曼效应和科顿 - 穆顿效应等 . 这些效应均起源于物质的磁化， 反映了光与物质磁性间的联系 . 笔者认为这些磁光效应实验进一步说明光子具有电磁质量 . （一）、“法拉第效应” 1845 年 M.法拉第发现，当线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上加一 强磁场，则光振动方向将发生偏转，偏转角度 ψ 与磁感应强度 B 和光穿越介质的长度 l 的 乘积成正比，即 ψ＝VBl ，比例系数 V 称为费尔德常数，与介质性质及光波频率有关 . 偏转 方向取决于介质性质和磁场方向 . 上述现象称为法拉第效应或磁致旋光效应 . 该效应可用来 分析碳氢化合物， 因每种碳氢化合物有各自的磁致旋光特性； 在光谱研究中， 可借以得到关 于激发能级的有关知识；在激光技术中可用来隔离反射光，也可作为调制光波的手段 . 因为磁场下电子的运动总附加有右旋的拉穆尔进动﹐当光的传播方向相反时﹐偏振面 旋转角方向不倒转﹐所以法拉第效应是非互易效应 . 这种非互易的本质在微波和光的通信中 是很重要的 . 许多微波﹑光的隔离器﹑环行器﹑开关就是用旋转角大的磁性材料制作的 . “法拉第是很熟悉借助于偏振光来研究产生在透明固体中的协变的方法的 . 他作了许多 实验，希望发现偏振光在通过内部存在着电解导电或介电感应的媒质时所受到的某种作用 . 然而他并没有能找到任何这种作用， 尽管实验是用按照最适宜发现拉力的效应的方式装置起 来的－－电力或电流和光线相垂直，并和偏振平面成 45 度角 . 法拉第用各种方式改变了实 验，但是没有发现由电解电流或静电感应引起的对光的任何作用 . 然而他在确立光和磁之间的关系方面却取得了成功， 而他作到这一点的那些实验则描述 在他的《实验研究》的第十九组中 . 我们将把法拉第的发现取作我们有关磁的本性的进一步 探索的出发点 . 从而我们将描述一下他所观察到的现象 . 一条平面偏振的光线从一种透明的 抗磁性媒质中通过；当从媒质中出来时，用一个检偏器截断它的路程，以测定它的偏振面 . 然后加上一个磁力，使透明媒质中的磁力方向和光线的方向相重合 . 于是光立即重新出现， 但是如果把检偏器转过某一角度，光就又被截断 . 这就表明，磁力的效应就是使偏振面以光 线方向为轴而转过一个确定的角度， 这个角度为了截断光线而必须使检偏器转过的那个角度 来描述 . 偏振面转过的角度和下列各量成正比： （1）光线在媒质中超过的距离 . 因此偏振面是 从它的原始位置开始而连续变化的 . （2 ）磁力在光线方向上的分量 . （3）转动角的大小依赖 于媒质的种类 . 当媒质是空气或任何其他气体时， 还没有观察到任何的转动 . 这三点说法被包 括在一个更普遍的叙述中， 那就是， 旋转角在数值上等于光线从进入媒质的一点到离开媒质