Фарадејев ефекат

Фарадејев ефекат или Фарадејева ротација је скретање равни поларизације светлости под утицајем магнетног поља у магнетно-оптички активној средини. Ротација равни поларизације је пропорционална магнетној индукцији у смеру кретања светлости. Ефекат се врши у направи званој Фарадејев ротатор.

Ефекат је открио Мајкл Фарадеј 1845. године и представља први експериментални доказ за везу између светлости и магнетизма. Теоријску везу (између магнетизма и светлости) успоставио је Џејмс Клерк Максвел у 1860им и 1870тим годинама. Фарадејев ефекат се јавља у већини оптички пропусних (провидних) материјала, укључујући и течности, када се изложе деловању јаког магнетног поља.

Ефекат је најлакше разумети ако се линеарно поларизовани зрак замисли као суперпозиција лево и десно циркуларно поларизованих зрака једнаких амплитуда. Ако индекси преламања, дакле брзине, лево и десно циркуларно поларизованих зрака нису једнаки (циркуларно двојно преламање) тада фаза једне компоненте предњачи у односу на другу што резултује у ротацији равни поларизације за исветан угао у односу на првобитну раван.

Веза између угла ротације поларизационе равни и магнетног поља представља се релацијом:

Фарадејев ефекат: Ротација равни поларизације светлости при проласку кроз магнетно-оптички активну средину у магнетском пољу. Магнетско поље се простире дуж правца кретања светлости.

$\beta ={\mathcal {V}}Bd$

где је

β угао ротације (у радијанима)

B магнетна индукција у смеру простирања светлости (у Теслама)

d дужина пута (у метрима) на којем долази до интеракције

${\mathcal {V}}$ је Вердеова константа за дату средину. Ова емпиријска константа пропорционалности (у радијанима по Тесли по метру) зависи од таласне дужине и температуре и за различите материјале може се наћи у одговарајућим таблицама.

Позитивна Вердеова константа одговара L-ротацији (ротација супротоно од кретања казаљке на сату гледано дуж смера простирања зрака) и R-ротацији (ротација у смеру казаљке на сату). Ротација не зависи од смера магнетног поља, дакле, ротација се дуплира када се зрак пропуштан кроз материјал рефлектује назад.

Литература

• Optics, Eugene Hecht, Addison Wesley, 4th edition 2002, hardcover, ISBN 0-8053-8566-5, chapter 8.11.2
• Optics Amnon Yariv, Oxford University Press; 5th edition (April 1997), hardcover, ISBN 0-19-510626-1, Optical Electronics in Modern Communications (Oxford Series in Electrical and Computer Engineering)
• Propagation Effects on Satellite Systems at Frequencies Below 10GHz – A Handbook for Satellite Systems Design Flock, Warren L. NASA Reference Publication 1108(02) 1987. P 2-12 to 2-28.

Види још

• Инверзни Фарадејев ефекат

Спољашње везе

• Faraday Rotation (на Eric W. Weisstein's World of Physics)
• Electro-optical measurements (Kerr, Pockels, and Faraday) Архивирано на сајту Wayback Machine (10. мај 2006)
• Faraday Effect Rotation for Water and Flint Glass (write-up of an experimental study of the Faraday effect)