Постоянная керра в чем измеряется

Эффект Керра

А. Общие сведения. Возникновение анизотропии под действием внешнего электрического поля представляет собой явление, с теоретической стороны значительно глубже разработанное, чем явления, изученные в предыдущем параграфе и имеющее поэтому гораздо большее значение как для понимания механизма анизотропии вообще, так и для вопросов, связанных с исследованием молекулярной структуры. Причина этого лежит прежде всего в том, что явление Керра удалось наблюдать в гораздо более простых для теоретической трактовки условиях, а именно в газах, хотя первые наблюдения относились к твердым телам и жидкостям, в которых этот эффект выражен значительно сильнее. Кроме того, механизм воздействия внешнего однородного электрического поля на молекулы гораздо проще и понятнее, чем эффекты механических деформаций, трактовка которых требует исследования воздействия на молекулы междумолекулярных электромагнитных полей, изменяющихся вследствие деформаций, т.е. исследования влияния очень сложного и плохо изученного фактора.

Вместе с тем явление Керра нашло за последние годы ряд чрезвычайно важных научных и научно-технических применений, основанных на способности его протекать практически безынерционно, т.е. следовать за очень быстрыми переменами внешнего поля. Таким образом, и по теоретической, и по практической ценности явление двойного лучепреломления в электрическом поле принадлежит к числу крайне интересных и важных. Как уже упоминалось, о желательности постановки подобных опытов писал еще Ломоносов (1756 г.); о неудаче попытки обнаружить, влияет ли электризация на преломляющую способность жидкости, сообщает Юнг (1800 г.); и лишь в 1875 г. были выполнены опыты Керра, надежно установившие явление. Керр показал, что многие жидкие диэлектрики становятся анизотропными под действием электрического поля. Опыты с жидкими диэлектриками имеют решающее значение, ибо для жидких веществ деформация, могущая возникнуть под действием электрического поля (электрострикция), не вызывает двойного лучепреломления, так что в опытах с жидкостью мы имеем электрооптические явления в чистом виде. Описанный Керром эффект стал первым доказательством того, что оптические свойства вещества могут изменяться под влиянием электрического поля.

Наряду со знаменитым явлением Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле, 1846 г.), которое было первым исследованным магнитооптическим эффектом, явление Керра сыграло важную роль в обосновании электромагнитной теории света. В более поздние годы (1930 г. и позже) удалось наблюдать двойное лучепреломление под действием электрического поля в парах и газах. Измерения эти гораздо труднее измерений в жидкостях вследствие малости эффекта, зато теория явления приложима к ним с меньшими оговорками.

Б. Методы наблюдения и экспериментальные данные. Под влиянием электрического поля вещество становится в оптическом отношении подобным одноосному кристаллу с оптической осью вдоль направления электрической напряженности, являющегося осью симметрии (рис. 6.8). Главные плоскости поляризаторов N₁ и N₂ составляют с направлением поля угол, отличный от нуля (лучше всего 45°).

Рис. 6.8 Схема расположения приборов для наблюдения двойного лучепреломления в электрическом поле

Если поляризаторы скрещены и электрическое поле не наложено, то свет не проходит через нашу систему. При наложении электрического поля жидкость между обкладками конден-сатора становится двоякопреломляющей, так что свет, выходящий из K, оказывается эллиптически-поляризован-ным и может быть исследован при помощи конденсатора В.

Опыт показывает, что для монохроматического света данной длины волны λ разность показателей преломления n_о и n_е пропорциональна квадрату напряженности поля E:

и следовательно разность хода, приобретаемая лучами на пути l равна

(здесь и дальше предполагается, что поле однородно, а луч перпендикулярен к направлению поля).

Выражая эту разность в длинах волн, получаем сдвиг фазы

Как видно из квадратичной зависимости δ от Е, сдвиг фазы не зависит от направления поля.

Рис. 6.9. Схема интерференционного метода наблюдения разности (nе-n) или (nо-n) при двойном лучепреломлении.

Постоянная Керра увели­чивается при уменьшении длины волны (дисперсия) и сильно уменьшается при по­вышении температуры.

В обычной схеме наблюдения определяется только разность n_о—n_е; можно, однако, определить и значения n_о и n_е в отдельности. Для этой цели измеряют разность n_е—n или n_о—n, т.е. разность между показателем преломления необыкновенного (или обыкновенного) луча и показателем преломления вещества вне электрического поля.

В). Явление Керра, вызванное электрическим полем мощного импульса света. Выше речь шла о возникновении двойного лучепреломления в изотропной среде под действием постоянного электрического поля. Такое же явление наблюдается и в переменном электрическом и даже в поле световой волны.

Рис. 6.10. Принципиальная схема опыта по созданию двойного лучепреломления под действием мощного импульса света.

Если в такую установку слева направо входит мощный импульс света, то он вызывает в жидкости двойное лучепреломление, и голубой свет будет попадать на ФЭУ, пока импульс проходит через ячейку с жидкостью. Для определения постоянной Керра В измеряется разность хода δ (см. (12)), создаваемая под действием поля лазерного импульса, а затем в ячейке такой же длины и с тем же веществом добиваются той же разности хода, накладывая постоянное поле. Оказалось, что равные разности хода в случае бездипольных молекул жидкости создаются практически равными напряженностями поля, что означает равенство постоянных Керра в статическом поле и при световой частоте.

Однако для дипольных молекул результат оказывается существенно иным. Например, для нитробензола постоянная Керра в поле световой частоты приблизительно в 100 раз меньше, чем в статическом или квазистатическом поле.

Г. Основы теории явления. С молекулярной точки зрения объяснение явления Керра лежит в оптической анизотропии молекул жидкости или газа, в которых наблюдается этот эффект. Такие анизотропные молекулы в поле световой волны обнаруживают большую или меньшую поляризуемость в зависимости от ориентации их по отношению к электрическому вектору световой волны. Однако в обычных условиях молекулы, составляющие среду, расположены вполне хаотически, так что при распространении световой волны с любым направлением электрического вектора и по любому направлению она будет встречать в среднем одинаковые условия: среда ведет себя как макроскопически изотропная. Но если наложение достаточно сильного электрического поля вызовет преимущественную ориентацию молекул, то некоторое направление в среде окажется направлением большей поляризуемости, чем другие. Поэтому и скорость распространения световых волн будет зависеть от расположения электрического вектора волны внутри среды, т. е. от направления распространения световых волн и характера их поляризации: среда приобретает анизотропный характер.

Так как внешнее электрическое поле является осью симметрии, то диэлектрические проницаемости вдоль поля и в перпендикулярном направлении будут различны; но все направления, перпендикулярные к направлению поля, равноправны. Выбрав оси координат вдоль поля (z) и в двух взаимно перпендикулярных направлениях, например вдоль луча (у) и перпендикулярно к нему (х), получим три главных направления со значениями диэлектрической проницаемости ε_z, ε_x=ε_y. Таким образом, эллипсоид диэлектрической проницаемости есть эллипсоид вращения, и среда подобна одноосному кристаллу, причем направление электрического поля представляет собой оптическую ось.

Ориентация анизотропных молекул под действием внешнего электрического поля может происходить двояким образом. Первоначальная, теория (Ланжевен, 1910 г.) рассматривала молекулы, которые не имеют собственного электрического момента, но приобретают его под действием внешнего поля. В первом приближении величину приобретенного молекулой момента μ можно считать пропорциональной напряженности внешнего поля Е, т. е. μ=кЕ. Для анизотропных молекул к зависит от направления внутри молекулы, и μ, не совпадает с направлением действующего поля. Поэтому возникает пара сил, момент которой стремится ориентировать молекулы осью наибольшей поляризуемости вдоль поля. Таким образом, среда становится анизотропной. Направление этого момента остается неизменным при изменении направления поля на противоположное, и поэтому даже при световых частотах поля происходит ориентация молекул.

Рис. 6.11. Схема для определения времени исчезновения двойного лучепре­ломления.

Если зеленый свет дойдет до ячейки раньше мощного импульса или много позже его, то он, разумеется, не сможет достигнуть фотоумножителя.

Во всех промежуточных случаях, которые можно осуществлять, меняя величину задержки, на фотоумножитель будет попадать нарастающее количество света, которое достигнет максимума и затем начнет уменьшаться. Как показывают расчеты, время существования явления Керра, или, что то же самое, время релаксации анизотропии, может быть определено из хода убывания интенсивности света зеленого импульса в зависимости от разности времен прихода обоих импульсов.

Если к обкладкам конденсатора. Керра подавать импульс напряжения, то ячейка играет роль затвора, длительность действия которого определяется длительностью электрического импульса.

Ячейки Керра как модулятор и затвор применяются для управления режимом работы оптических квантовых генераторов.

Благодаря чрезвычайной быстроте установления и исчезновения эффекта Керра оказалось возможным использовать его для многих научных и технических целей.

Источник

керра эффект

Электрооптический К. э.- квадратичный электро-оптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах (газах, жидкостях, кристаллах с центром симметрии, стёклах) под действием внеш. однородного электрич. поля. Оптически изотропная среда, помещённая в электрич. поле, становится анизотропной, приобретает свойства одноосного кристалла (см. Кристаллооптика ),оптич. ось к-рого направлена вдоль поля.

Рис. 1. Схема наблюдения электрооптического эффекта Керра.

.

Значения постоянных Керра некоторых газов и жидкостей (=589 нм)

Количеств. теория К. э. была дана П. Ланжевеном в 1910 для недипольных (неполярных) молекул и обобщена М. Борном в 1918 на случай дипольных (полярных) молекул. К. э. объясняется анизотропией поляризуемости молекул. Хаотич. расположение анизотропных молекул обусловливает макроскопич. изотропность среды в отсутствие поля. Внеш. электрич. поле индуцирует в молекуле дипольный момент, пропорциональный полю, но не совпадающий с ним по направлению из-за анизотропии поляризуемости молекулы. При взаимодействии пост. поля с индуцированным диполем возникает момент сил, стремящийся развернуть молекулу так, чтобы направление её макс. поляризуемости совпало с направлением поля. Ориентирующее действие поля и дезориентирующее действие теплового движения молекул приводят к установлению при заданной темп-ре определенной степени ориентации молекул, определяющей анизотропию оптич. свойств среды, т. е. величину К. э. Теория Ланжевена предсказывала положит. знак постоянной Керра для произвольного вида тензора поляризуемости молекулы. Борн теоретически описал К. э. для дипольных молекул, когда ориентирующее действие электрич. поля обусловлено его взаимодействием с пост. моментами молекул, направление к-рых не совпадает с направлением макс. оптич. поляризуемости. Вследствие этого постоянная Керра может быть как положительной, так и отрицательной (если направление макс. поляризуемости перпендикулярно направлению пост. момента).

Вышеупомянутый ориентационный механизм установления оптич. анизотропии среды применим к газам и в меньшей степени к жидкостям, где значит. роль начинают играть неучтённые в теории межмолекулярные взаимодействия. В случае сферически-симметричных молекул, а также в твёрдых телах, где ориентац. степени свободы молекул «заморожены», К: э. носит чисто поляризац. характер. Действие п о-ляризационного механизма сводится к тому, что исходно оптически изотропная молекула, поляризованная внеш. электрич. полем, обнаруживает различия в оптич. поляризуемостях в направлениях вдоль и поперёк поля. Фактически это уже нелинейный эффект взаимодействия поля с веществом (см. Нелинейная поляризация).

Строгое теоретич. рассмотрение К. э. может быть проведено лишь в рамках квантовой механики, согласно к-рой действие электрич. поля на среду сводится к изменению энергий и волновых ф-ций квантовых состояний, ответственных за её оптич. свойства. К. э. обладает чрезвычайно малой инерционностью: время релаксации

В твёрдых телах (кристаллах и стёклах) наряду с истинным К. э., обусловленным электрич. поляризацией диэлектрика, может наблюдаться также квадратичный эл—оптич. эффект, связанный с деформацией среды вследствие электрострикции. Этот ложный К. э. можно отличить от истинного по значительно большим временам релаксации.

Энергия взаимодействия анизотропной молекулы с электрич. полем (при комнатной темп-ре) в десятки тысяч раз меньше энергии теплового движения, поэтому степень выстраивания молекул в доступных электрич. полях оказывается чрезвычайно малой. В жидких кристаллах, где электрич. поле взаимодействует не с отд. молекулами, а с большими ориентированными группами молекул, энергия электростатич. взаимодействия уже при низких напряжённостях поля оказывается сопоставимой с энергией теплового движения и К. э. может достигать больших величин.

В научных исследованиях К. э. применяется для измерений времён ориентационной релаксации молекул, для исследований поляризуемости молекул, для выявления их структуры, в экспериментах, требующих высокого временного разрешения.

Магнитооптический К. э.- один из эффектов магнитооптики, влияние намагниченности среды на интенсивность и поляризацию света, отражённого от её поверхности. Достаточную для измерения величину магни-тооптич. К. э. имеют вещества, обладающие большой намагниченностью и высоким коэф. поглощения, поэтому эффект наблюдается гл. обр. при отражении света от металлич. ферромагнетиков.

При изменении направления вектора намагниченности от поперечного (экваториального) к продольному (меридиональному) наблюдается также т. н. ориентационный магнитооптич. эффект, квадратичный по намагниченности, регистрируемый по изменению интенсивности отражённого света.

Этот эффект применяется при исследовании свойств и структуры магн. кристаллов в отражат. геометрии. Магнитооптич. К. э. тесно связан с др. эффектами магнитооптики и в общем виде может быть интерпретирован как результат воздействия магн. поля на ди-электрич. и магн. характеристики среды на оптич. частотах. В простейшем случае изотропной среды (или кубич. кристалла), помещённой в пост. магн. поле, эти свойства описываются антисимметричными тензорами диэлектрич. и магн. проницаемости:

где комплексные магнитооптич. параметры М и пропорциональны намагниченности среды и ответственны за её гиротропные свойства. В зависимости от того, каким из магнитооптич. параметров (М или ) обусловлена гиротропия среды; среда наз. соответственно гироэлектрической или гиромагнитной. При отличии от нуля обоих магнитооптич. параметров среду наз. биги-ротропной. В продольных геометриях К. э. параметры М и входят в величину эффекта аддитивно, что не позволяет с их помощью отличить гироэлектрич. среду от гиромагнитной. Разделение вкладов параметров М и в гиротропию среды возможно при использовании поперечного (экваториального) К. э.

Достаточно полно феноменологически магнитооптич. К. э. можно описать на основе классич. ур-ний Максвелла с учётом комплексного показателя преломления среды, характеризуемой приведёнными выше тензорами. Идентификация микроскопич. механизмов, объясняющих влияние намагниченности среды на её оптич. свойства, требует привлечения строгого квантовомеханич. подхода, учитывающего воздействие поля на энергетич. структуру и волновые функции зонных и локализованных электронных состояний магнетика.

Магнитооптич. К. э. широко применяется при исследованиях электронной структуры ферромагн. металлов и сплавов, доменной структуры ферромагнетиков, а также при изучении структуры поверхностного слоя полированного металла. Зависимость величины К. э. от оптич. характеристик прилегающей к поверхности маг-нетика среды позволяет во мн. случаях существенно повысить величину эффекта и контраст наблюдаемой картины нанесением на исследуемую поверхность тонкого слоя прозрачного диэлектрика.

Источник

Керра эффект

Полезное

Смотреть что такое «Керра эффект» в других словарях:

КЕРРА ЭФФЕКТ — квадратичный электрооптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в вах (жидкостях, стёклах, кристаллах с центром симметрии) под воздействием однородного электрич. поля. Открыт шотл. физиком Дж. Керром (J. Kerr) в… … Физическая энциклопедия

Керра эффект — Эффект Керра, или квадратичный электрооптический эффект явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля. В сильных полях наблюдаются небольшие… … Википедия

КЕРРА ЭФФЕКТ — КЕРРА ЭФФЕКТ, 1) электрооптический Керра эффект возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных средах (жидкостях, стеклах) под действием электрического поля. Открыт шотландским физиком Дж. Керром в 1875. На Керра эффекте основана… … Современная энциклопедия

Керра эффект — КЕРРА ЭФФЕКТ, 1) электрооптический Керра эффект возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных средах (жидкостях, стеклах) под действием электрического поля. Открыт шотландским физиком Дж. Керром в 1875. На Керра эффекте основана… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

КЕРРА ЭФФЕКТ — 1) электрооптический Керра эффект возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах (напр., жидкостях и газах), помещенных в электрическое поле. Газ или жидкость в электрическом поле приобретают свойства одноосного кристалла … Большой Энциклопедический словарь

Керра эффект — 1) электрооптический Керра эффект возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах (например, жидкостях и газах), помещённых в электрическое поле. Газ или жидкость в электрическом поле приобретают свойства одноосного… … Энциклопедический словарь

КЕРРА ЭФФЕКТ — 1) эл. оптич. К. э. возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в вах (напр., жидкостях и газах), помещённых в электрич. ноле. Газ или жидкость в электрич. поле приобретают свойства одноосного кристалла с оптич. осью вдоль поля … Естествознание. Энциклопедический словарь

Эффект Керра — Эффект Керра, или квадратичный электрооптический эффект явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально второй степени напряженности приложенного электрического поля. В сильных полях наблюдаются… … Википедия

КЕРРА ЯЧЕЙКА — электрооптич. устройство, основанное на Керра эффекте, применяемое в кач ве оптического затвора или модулятора света; наиболее быстродействующее устройство для управления интенсивностью светового потока (скорость срабатывания =10 9 10 13 с). К. я … Физическая энциклопедия

КЕРРА ПОСТОЯННАЯ — константа пропорциональности, связывающая относит. величину индуцированного электрич. полем двупреломления изотропной центросимметричной среды с квадратом напряжённости электрич. поля (см. КЕРРА ЭФФЕКТ). К. п. характеризует электрооптич. св ва… … Физическая энциклопедия

Источник

КЕРРА ЭФФЕКТ

— название трёх явлений, два из к-рых (I и III) были открыты Дж. Керром (J. Кerr) в 1875 (эл.-оптич. К. э.) и в 1876 (магн.-оптич. К. э.); после появления лазеров в сильных оптич. полях был замечен эффект, аналогичный эл.-оптич. К. э., к-рый назвали оптич. К. э.

Электрооптический К. э.— квадратичный электро-оптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах (газах, жидкостях, кристаллах с центром симметрии, стёклах) под действием внеш. однородного электрич. поля. Оптически изотропная среда, помещённая в электрич. поле, становится анизотропной, приобретает свойства одноосного кристалла (см. Кристаллооптика), оптич. ось к-рого направлена вдоль поля.

Рис. 1. Схема наблюдения электрооптического эффекта Керра.

.

Значения постоянных Керра некоторых газов и жидкостей (=589 нм)

Количеств. теория К. э. была дана П. Ланжевеном в 1910 для недипольных (неполярных) молекул и обобщена М. Борном в 1918 на случай дипольных (полярных) молекул. К. э. объясняется анизотропией поляризуемости молекул. Хаотич. расположение анизотропных молекул обусловливает макроскопич. изотропность среды в отсутствие поля. Внеш. электрич. поле индуцирует в молекуле дипольный момент, пропорциональный полю, но не совпадающий с ним по направлению из-за анизотропии поляризуемости молекулы. При взаимодействии пост. поля с индуцированным диполем возникает момент сил, стремящийся развернуть молекулу так, чтобы направление её макс. поляризуемости совпало с направлением поля. Ориентирующее действие поля и дезориентирующее действие теплового движения молекул приводят к установлению при заданной темп-ре определенной степени ориентации молекул, определяющей анизотропию оптич. свойств среды, т. е. величину К. э. Теория Ланжевена предсказывала положит. знак постоянной Керра для произвольного вида тензора поляризуемости молекулы. Борн теоретически описал К. э. для дипольных молекул, когда ориентирующее действие электрич. поля обусловлено его взаимодействием с пост. моментами молекул, направление к-рых не совпадает с направлением макс. оптич. поляризуемости. Вследствие этого постоянная Керра может быть как положительной, так и отрицательной (если направление макс. поляризуемости перпендикулярно направлению пост. момента).

Вышеупомянутый ориентационный механизм установления оптич. анизотропии среды применим к газам и в меньшей степени к жидкостям, где значит. роль начинают играть неучтённые в теории межмолекулярные взаимодействия. В случае сферически-симметричных молекул, а также в твёрдых телах, где ориентац. степени свободы молекул «заморожены», К: э. носит чисто поляризац. характер. Действие п о-ляризационного механизма сводится к тому, что исходно оптически изотропная молекула, поляризованная внеш. электрич. полем, обнаруживает различия в оптич. поляризуемостях в направлениях вдоль и поперёк поля. Фактически это уже нелинейный эффект взаимодействия поля с веществом (см. Нелинейная поляризация).

Строгое теоретич. рассмотрение К. э. может быть проведено лишь в рамках квантовой механики, согласно к-рой действие электрич. поля на среду сводится к изменению энергий и волновых ф-ций квантовых состояний, ответственных за её оптич. свойства. К. э. обладает чрезвычайно малой инерционностью: время релаксации

В твёрдых телах (кристаллах и стёклах) наряду с истинным К. э., обусловленным электрич. поляризацией диэлектрика, может наблюдаться также квадратичный эл.-оптич. эффект, связанный с деформацией среды вследствие электрострикции. Этот ложный К. э. можно отличить от истинного по значительно большим временам релаксации.

Энергия взаимодействия анизотропной молекулы с электрич. полем (при комнатной темп-ре) в десятки тысяч раз меньше энергии теплового движения, поэтому степень выстраивания молекул в доступных электрич. полях оказывается чрезвычайно малой. В жидких кристаллах, где электрич. поле взаимодействует не с отд. молекулами, а с большими ориентированными группами молекул, энергия электростатич. взаимодействия уже при низких напряжённостях поля оказывается сопоставимой с энергией теплового движения и К. э. может достигать больших величин.

В научных исследованиях К. э. применяется для измерений времён ориентационной релаксации молекул, для исследований поляризуемости молекул, для выявления их структуры, в экспериментах, требующих высокого временного разрешения.

Магнитооптический К. э.- один из эффектов магнитооптики, влияние намагниченности среды на интенсивность и поляризацию света, отражённого от её поверхности. Достаточную для измерения величину магни-тооптич. К. э. имеют вещества, обладающие большой намагниченностью и высоким коэф. поглощения, поэтому эффект наблюдается гл. обр. при отражении света от металлич. ферромагнетиков.

В зависимости от ориентации вектора намагниченности относительно отражающей поверхности и плоскости падения светового пучка различают три вида магнито-оптич. К. э.: полярный, меридиональный и экваториальный. При полярном эффекте вектор намагниченности j направлен перпендикулярно отражающей поверхности и параллельно плоскости падения (рис. 2, а), влияние намагниченности сводится к вращению плоскости поляризации и появлению эллиптичности отражённого от поверхности магнетика линейно поляризованного света. Аналогичные поляризац. проявления характерны для меридионального магни-тооптич. К. э., соответствующего расположению вектора намагниченности параллельно отражающей поверхности магнетика и плоскости падения светового пучка (рис. 2, б). Если плоскость поляризации падающего линейно поляризованного света составляет нек-рый угол с плоскостью падения (отличный от 0° и 90°), то оба эффекта проявляются также в линейных по намагниченности изменениях интенсивности отражённого света. Общим для полярного и меридионального эффектов является наличие не равной нулю проекции волнового вектора k световой волны на направление намагниченности среды j. Это обстоятельство определяет фено-менологич. сходство полярного и меридионального К. э. с Фарадея эффектом, наблюдающимся при прохождении света через намагниченную среду вдоль направления намагниченности, и позволяет отнести их к продольным магнитооптич. эффектам.

При изменении направления вектора намагниченности от поперечного (экваториального) к продольному (меридиональному) наблюдается также т. н. ориентационный магнитооптич. эффект, квадратичный по намагниченности, регистрируемый по изменению интенсивности отражённого света.

Этот эффект применяется при исследовании свойств и структуры магн. кристаллов в отражат. геометрии. Магнитооптич. К. э. тесно связан с др. эффектами магнитооптики и в общем виде может быть интерпретирован как результат воздействия магн. поля на ди-электрич. и магн. характеристики среды на оптич. частотах. В простейшем случае изотропной среды (или кубич. кристалла), помещённой в пост. магн. поле, эти свойства описываются антисимметричными тензорами диэлектрич. и магн. проницаемости:

где комплексные магнитооптич. параметры М и пропорциональны намагниченности среды и ответственны за её гиротропные свойства. В зависимости от того, каким из магнитооптич. параметров ( М или ) обусловлена гиротропия среды; среда наз. соответственно гироэлектрической или гиромагнитной. При отличии от нуля обоих магнитооптич. параметров среду наз. биги-ротропной. В продольных геометриях К. э. параметры М и входят в величину эффекта аддитивно, что не позволяет с их помощью отличить гироэлектрич. среду от гиромагнитной. Разделение вкладов параметров М и в гиротропию среды возможно при использовании поперечного (экваториального) К. э.

Достаточно полно феноменологически магнитооптич. К. э. можно описать на основе классич. ур-ний Максвелла с учётом комплексного показателя преломления среды, характеризуемой приведёнными выше тензорами. Идентификация микроскопич. механизмов, объясняющих влияние намагниченности среды на её оптич. свойства, требует привлечения строгого квантовомеханич. подхода, учитывающего воздействие поля на энергетич. структуру и волновые функции зонных и локализованных электронных состояний магнетика.

Магнитооптич. К. э. широко применяется при исследованиях электронной структуры ферромагн. металлов и сплавов, доменной структуры ферромагнетиков, а также при изучении структуры поверхностного слоя полированного металла. Зависимость величины К. э. от оптич. характеристик прилегающей к поверхности маг-нетика среды позволяет во мн. случаях существенно повысить величину эффекта и контраст наблюдаемой картины нанесением на исследуемую поверхность тонкого слоя прозрачного диэлектрика.

Источник