эффект Фарадеяэффект
В 1845 году Майкл Фарадей, убеждённый в единстве электрических и магнитных явлений, решил проверить их связь со светом. Он поместил образец свинцового стекла между полюсами мощного электромагнита и направил сквозь него поляризованный луч. К своему восторгу он обнаружил, что плоскость поляризации повернулась. Это стало первым прямым доказательством электромагнитной природы света — за два десятилетия до того, как Максвелл вывел свои знаменитые уравнения. Физический механизм эффекта — круговое двулучепреломление. Магнитное поле делает вещество разным для света с правым и левым вращением электрического вектора: показатели преломления для двух круговых поляризаций различаются. Из-за этого одна компонента запаздывает относительно другой, и после прохождения среды их сумма — линейная поляризация — оказывается повёрнутой. Угол поворота θ = V B L, где V — постоянная Верде (материальная константа), B — индукция магнитного поля, L — длина пути.
Как работает
На эффекте Фарадея строят оптические изоляторы — устройства, которые свободно пропускают луч лазера вперёд, но не дают отражённому свету вернуться в резонатор. Астрофизики используют фарадеевское вращение радиоволн от пульсаров, чтобы оценивать магнитные поля в нашей Галактике: по величине поворота поляризации на разных частотах восстанавливают распределение поля и электронной плотности.
💡 Постоянная Верде может быть не только положительной. Например, в некоторых газах и плазме она отрицательна — плоскость поляризации вращается в противоположную сторону. Это свойство используют для управления поляризацией в терагерцовых устройствах связи.
\theta = V B L
θ — угол поворота плоскости поляризации (рад); V — постоянная Верде (рад/(Тл·м)), характеризующая вещество; B — магнитная индукция (Тл), компонента вдоль луча; L — длина пути света в среде (м).