法拉第旋轉效應

法拉第旋轉效應是指：直線極化波在磁化電漿中沿磁場方向傳播時，電磁波的極化面在磁化電漿內以前進方向為軸不斷旋轉，這種現象現象稱為法拉第旋轉效應。

基本介紹

• 中文名：法拉第旋轉效應
• 外文名：Faraday rotation effect 
• 套用學科：通信

定義

直線極化波在磁化電漿中沿磁場方向傳播時，電磁波的極化面在磁化電漿內以前進方向為軸不斷旋轉，這種現象現象稱為法拉第旋轉效應。

原理

一個直線極化波可以分解為兩個振幅相等，旋轉方向相反的圓極化波。在各向同性媒質中，這兩個圓極化波相速相同。因而，在傳播過程中，合成波的極化面始終保持不變。但在磁化電漿中，由於兩個圓極化波的相速不相等，在傳播一段距離後，合成波的極化面已不在原來方向，即電磁波的極化面在磁化電漿內以前進方向為軸不斷旋轉，這種現象現象稱為法拉第旋轉效應。

分類

1均勻平面波在磁化電漿中傳播

當沒有外加磁場時，電漿呈各向同性，外加恆定磁場是使電漿呈各向異性。當電磁波沿外加磁場方向通過電漿時，將出現兩個圓極化波，一個是左旋圓極化波，一個是右旋圓極化波。左旋圓極化波的相位常數是，右旋圓極化波的相位常數是，為電漿頻率，可以看出，兩個圓極化波的相速不一樣，因而合成波的極化面將以波的前進方向為軸而不斷旋轉。當外加磁場為零時，兩個圓極化波的相速相等，合成波為直線極化波，沒有法拉第效應。

2均勻平面波在磁化鐵氧體中傳播

在鐵氧體中，原子核周圍的電子有公轉和自轉運動，這兩種運動都要產生磁矩。公轉磁矩因電子各循不同方向旋轉而相互抵消。自轉磁矩對於一般物質也是相互抵消的，但鐵氧體並非如此，而是在許多小區域內相互平行，自發磁化而形成磁疇。在沒有外加磁場作用時，這些磁疇的磁矩相互抵消，因而鐵氧體不顯磁性。但當鐵氧體置於外加磁場時，每一磁疇的方向都會轉動因而與外磁場方向接近平行，產生強大的磁性。

與電磁波通過電漿類似，當電磁波沿外加磁場方向通過鐵氧體時，將出現兩個圓極化波，一個是左旋圓極化波，一個是右旋圓極化波。它們的相速不一樣，使合成波的極化面不斷旋轉，產生法拉第旋轉效應。當外加磁場為零時，兩個圓極化波的相速相等，合成波為直線極化波，沒有法拉第效應。