Faraday效應理論

Faraday效應理論

法拉第效應(又叫法拉第旋轉)是一種磁光效應(magneto-optic effect),是在介質內光波磁場的一種相互作用。法拉第效應會造成偏振平面的旋轉,這旋轉與磁場朝著光波傳播方向的分量呈線性正比關係。

基本介紹

  • 中文名:法拉第效應理論
  • 外文名:Faraday effect theory
  • 提出者:麥可·法拉第
  • 提出時間:1845年
  • 套用學科:物理學
  • 適用領域範圍:測量儀器
在物理學裏,法拉第效應(又叫法拉第旋轉)是一種磁光效應(magneto-optic effect),是在介質內光波磁場的一種相互作用。法拉第效應會造成偏振平面的旋轉,這旋轉與磁場朝著光波傳播方向的分量呈線性正比關係。
於1845年,麥可·法拉第發現了法拉第效應。[1]這是最先揭示光波和電磁現象之間關係的實驗證據。由於法拉第效應顯示出,在穿過介質時,偏振光波會因為外磁場的作用,轉變偏振的方向,因此,麥克斯韋認為磁場是一種旋轉現象。這效應給予麥克斯韋重要的啟發。在於1861年發表的巨作《論物理力線》第四部份,為了突顯出自己設計的“分子渦流模型”的威力,他套用這模型來推導出法拉第效應。[2]在1870年代,詹姆斯·麥克斯韋進一步發展出電磁輻射(包括可見光)的基礎理論。大多數對於光波呈透明狀況的介質(包括液體),當感受到磁場作用時,會出現這種效應。
法拉第效應會使得左旋圓偏振(circular polarization)光波與右旋圓偏振光波各自以不同的速度傳播於某些介質,這性質稱為圓雙折射。由於線性偏振可以分解為兩個圓偏振部份的疊加,而這兩個圓偏振部份之間的振幅相同、螺旋性(helicity)不同、相位不同,法拉第效應所感應出的相對的相移,會造成線性偏振取向的旋轉。
法拉第效應可以套用於測量儀器。例如,法拉第效應被用於測量旋光度(optical rotatory power)、或光波的振幅調變、或磁場的遙感。在自旋電子學裏,法拉第效應被用於研究半導體內部的電子自旋的極化。法拉第旋轉器(Faraday rotator)可以用於光波的調幅,是光隔離器(optical isolator)與光循環器(optical circulator)的基礎組件,在光通訊與其它雷射領域必備組件。

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