Efiko de Faraday

Efiko de Faraday:rotacio(pro esto demagneta kampo) de liniapolarizo.

Enfiziko,laefiko de Faradaypriskribas la interagon delumokunmagneta kampoenmaterialo:lapolarizode la lumo realigasrotacionproporcie al la komponanto de lamagneta indukdensorilatanta al la direkto, laŭ kiu disendiĝas la lumo.

La efiko de Faraday estas magneto-optika efiko eltrovita deMichael Faradayen1845.Ĝi okazas en la pleijparto dadielektrikajtravideblajmaterialo,kiam ili estas submetitaj al magnetaj kampoj. Ĉi tiu estis la unua pruvo de ligo intermagnetismokaj lumo: tiu fakto, ke lumo enhavas magnetan kampon, partoprenas hodiaŭ en la teorio deelektromagneta radiado,elvolvita poste deJames Clerk Maxwelldum la jardekoj 1860 kaj 1870.

Se oni konsideras linian polarizon kielsuperpoziciode du kontraŭturniĝantaj cirklaj polarizoj, tra la materialo la rapidoj de la du komponatoj estas malsamaj, rezultas relativafazdiferencointer ili kiam la ondo eliras el la substanco, sekvas rotaciion de la linia polarizo de la ondo rilatante al ĝia enira polarizo. Tio okazas trans materialoj, kies lamagneta permeablecoestas ne simetriatensoro.Tiel per efiko de Faraday, veninta luma radio kun linia polarizo en la konsiderita medio eliras de ĝi kun malsama orientiĝo de sia origina polarizo.

Pluraj mezuriloj uzas la efikon de Faraday. Ekzemple, oni povas mezuri la optikan rotaciigon de iaj substancoj,modulila lumamplitudon, aŭ detekti kaj taksi magnetan kampon.

Konstanto de Verdet

La rilato inter lamagneta indukdenso$B$kaj la rotacia angulo$\beta$de la polarizo post transiro de distancoden substanco estas donita jenen:

$\beta ={\mathcal {V}}\;d\;B\,$

kie${\mathcal {V}}$estas lakonstanto de Verdet(laŭ la nomo de la franca fizikisto de la 19-a jarcento, Emile Verdet) de la konsiderata materialo (esprimata enrad.T⁻¹.m⁻¹). La valoro de la konstanto de Verdet varias laŭ latemperaturokaj de laondolongode lalumo.

Pozitiva konstanto de Verdet rilatas al rotacio maldekstren, kaj negativa konstanto de Verdet rilatas al rotacio dekstren.

Kristalode puragalia arsenido(GaAs) permesas pli grandan rotacion per efiko de Faraday ol vitro elsilicia dioksido(SiO₂). Lagrenatodeterbio-galiohavas egan konstanton de Verdet (≈ −40 rad.T⁻¹.m⁻¹). Uzante specimenon de tiu materialo en magneta kampo, oni povas atingi rotacion je 45°. Tio permesas konstruon deFaraday-rotaciilo.

La efiko de Faraday en interstelaj medioj

Efiko de Faraday okazas pri lumo elradianta en la interstela medio, kiam ĝi alproksimiĝas laTeron.Kontraŭe al la efiko de Faraday en solidoj kaj likvaĵoj, okazas ĉi tie simpla dependo de laondolongo$\lambda$:

$\beta =\ Alpha \;\lambda ^{2}\,,$

kie la konstanto$\ Alpha$dependas de la magneta indukdenso$B$,de la trairita distancod,kaj de la volumena denseco deelektronoj$n_{e}$laŭ jena formulo:

$\ Alpha ={\frac {e^{3}}{2\pi m^{2}c^{4}}}\int _{0}^{d}n_{e}B\;\mathrm {d} s$,

kun:

"e" laŝargodeelektrono,

"m" la maso de laelektrono,

kaj "c" lalumrapidoen lavakuo.

Tia rotacio estas grava ilo enastronomiopor mezuri magnetajn kampojn, kiuj povas esti taksataj per tiu rotacio, kiam oni konas la denson deelektronoj..Pri la kazo depulsostelo,ladispersofare de tiuj elektronoj kreas, depende de la ondolongoj, malfruon inter la impulsoj, kiu estas mezurata laŭ la elektronodenso. Mezuroj de rotacio kune kun disperso permesas tiel taksi la averaĝon de la magnetan indukdenson laŭ la linio de vidado.

Laradioondoj,kiuj vojiras trajonosferonde laTero,estas ankaŭ submetataj al la efiko de Faraday. Ĉi tiu estas same proporcia al la kvadrato de la ondolongo.

Bibliografio

• Recherches sur les propriétés optiques développées dans les corps transparents par l'action du magnétisme (Esploro pri optikaj proprecoj de travideblaj korpoj sub ago de magnetismo)france,Émile Verdet, Mallet-Bachelier,1854
• Optics (Optiko), Eugene Hecht, Addison Wesley, 4th edition 2002, hardcover,ISBN 0-8053-8566-5,kapitolo 8.11.2angle
• Optics (Optiko), Amnon Yariv, Oxford University Press; 5-a eldono (Aprilo 1997), hardcover,ISBN 0-19-510626-1,Optika elektroniko en moderna komunikado (Oxford Series in Electrical and Computer Engineering)angle
• Propagation Effects on Satellite Systems at Frequencies Below 10 GHz (Efikoj de propagado pri satelitosistemoj ĉe frekvencoj malsupre de 10GHz)– A Handbook for Satellite Systems Design, Flock, Warren L. NASA Reference Publication 1108(02) 1987. P 2-12 to 2-28angle.

Eksteraj ligiloj

• Electro-optical measurements (Elekto-optokaj mezuroj (Kerr,Pockels,kajFaraday)rompita ligilo] (angle).
• Rotacio per efiko de Faraday pri akvo kajflintoArkivigite je2009-03-18 per la retarkivoWayback Machine(eksperimenta studo de la efiko de Faraday)(angle).