Korzystanie z efektu Faradaya. Efekt Faradaya i jego zastosowanie Praktyczne zastosowania efektu Faradaya

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

MINISTERSTWO EDUKACJI I NAUKI RF

PAŃSTWOWA FEDERALNA INSTYTUCJA EDUKACYJNA BUDŻETOWA WYŻSZEJ SZKOLNICTWA ZAWODOWEGO „PAŃSTWOWY UNIWERSYTET TECHNICZNY WORONEŻA”

WYDZIAŁ SYSTEMÓW ENERGETYKI I STEROWANIA

KATEDRA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO, AUTOMATYKI I STEROWANIA W UKŁADACH TECHNICZNYCH

ABSTRAKCYJNY

EFEKT FARADAYA I JEGO ZASTOSOWANIE

Zakończony

uczeń grupy AT-151

Paszkow P. A.

Sprawdzony

Sazonova T. L.

Wstęp

Podstawowe właściwości efektu

Praktyczne zastosowanie efektu Faradaya

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Zjawisko rotacji płaszczyzny polaryzacji liniowo spolaryzowanego światła przechodzącego przez namagnesowany wzdłużnie ośrodek, odkryte przez Michaela Faradaya w 1845 roku i nazwane jego imieniem, jest szeroko stosowane w badaniu właściwości fizycznych substancji. Efekt Faradaya spowodowany jest dwójłomnością kołową, czyli różnicą współczynników załamania fal o lewej i prawej polaryzacji kołowej, co powoduje obrót płaszczyzny polaryzacji i pojawienie się eliptyczności światła spolaryzowanego liniowo. Wstępne wyjaśnienie efektu Faradaya podał D. Maxwell w swojej pracy „Wybrane prace nad teorią pola elektromagnetycznego”, w której rozważa rotacyjną naturę magnetyzmu. Opierając się między innymi na pracach Kelvina, który podkreślał, że przyczyną magnetycznego oddziaływania na światło powinna być rzeczywista (a nie urojona) rotacja w polu magnetycznym, Maxwell uważa, że namagnesowany ośrodek to zbiór „molekularnych wirów magnetycznych” .” Teoria, która uważa prądy elektryczne za zjawiska liniowe, a siły magnetyczne za zjawiska rotacyjne, jest w tym sensie zgodna z teoriami Ampera i Webera. Badania przeprowadzone przez D. C. Maxwella prowadzą do wniosku, że jedyny wpływ, jaki rotacja wirów wywiera na światło, polega na tym, że płaszczyzna polaryzacji zaczyna się obracać w tym samym kierunku co wiry, o kąt proporcjonalny do:

grubość substancji

składowa siły magnetycznej równoległa do wiązki,

współczynnik załamania wiązki,

odwrotnie proporcjonalna do kwadratu długości fali w powietrzu,

średni promień wirów magnetycznych,

pojemność indukcji magnetycznej (przepuszczalność magnetyczna).

D. Maxwell udowadnia wszystkie założenia „teorii wirów molekularnych” ściśle matematycznie, sugerując, że wszystkie zjawiska naturalne są zasadniczo podobne i działają w podobny sposób.

Wiele zapisów tej pracy zostało później zapomnianych lub niezrozumiałych (np. Hertz), ale znane dziś równania dla pola elektromagnetycznego D. Maxwell wyprowadził z logicznych założeń tej teorii.

Podstawowe właściwości efektu

Podłużny efekt magnetooptyczny polega na obracaniu płaszczyzny polaryzacji wiązki światła przechodzącej przez ośrodek przezroczysty znajdujący się w polu magnetycznym. Efekt ten odkryto w 1846 r. Odkrycie efektu magnetooptycznego od dawna było ważne w aspekcie czysto fizycznym, ale w ciągu ostatnich dziesięcioleci dało wiele praktycznych wyników. Odkryto także inne efekty magnetooptyczne, w szczególności dobrze znany efekt Zeemana i efekt Kerra, który objawia się obrotem płaszczyzny polaryzacji wiązki odbitej od namagnesowanego ośrodka. Nasze zainteresowanie efektami Faradaya i Kerra wynika z ich zastosowań w fizyce, optyce i elektronice. Obejmują one:

Wyznaczanie masy efektywnej nośników ładunku lub ich gęstości w półprzewodnikach;

Modulacja amplitudy promieniowania laserowego dla optycznych linii komunikacyjnych i wyznaczanie czasu życia nierównowagowych nośników ładunku w półprzewodnikach;

Produkcja elementów optycznych jednostronnych;

Wizualizacja domen w foliach ferromagnetycznych;

Magnetooptyczny zapis i odtwarzanie informacji do celów specjalnych i codziennych.

Schemat ideowy urządzenia do obserwacji i wielu zastosowań efektu Faradaya pokazano na ryc. 1. Obwód składa się ze źródła światła, polaryzatora, analizatora i fotodetektora. Badaną próbkę umieszcza się pomiędzy polaryzatorem a analizatorem. Kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji liczony jest od kąta obrotu analizatora do momentu przywrócenia całkowitego wygaśnięcia światła po włączeniu pola magnetycznego.

Natężenie transmitowanej wiązki określa prawo Malusa

Na tym opiera się możliwość wykorzystania efektu Faradaya do modulacji wiązek światła. Podstawowe prawo wynikające z pomiarów kąta obrotu płaszczyzny polaryzacji wyraża się wzorem

gdzie jest natężeniem pola magnetycznego, jest długością próbki całkowicie znajdującej się w polu, a jest stałą Verdeta, która zawiera informację o właściwościach właściwych badanej próbce i może być wyrażona poprzez parametry mikroskopowe ośrodka.

Główną cechą magnetooptycznego efektu Faradaya jest jego niewzajemność, tj. naruszenie zasady odwracalności wiązki światła. Doświadczenie pokazuje, że zmiana kierunku wiązki światła w przeciwnym kierunku /na ścieżce „wstecz” / daje taki sam kąt obrotu w tym samym kierunku, jak na ścieżce „do przodu”. Dlatego też, gdy wiązka wielokrotnie przechodzi pomiędzy polaryzatorem a analizatorem, efekt kumuluje się. Natomiast zmiana kierunku pola magnetycznego odwraca kierunek obrotu. Właściwości te łączy koncepcja „ośrodka żyrotropowego”.

Wyjaśnienie efektu kołowej dwójłomności magnetycznej

Według Fresnela obrót płaszczyzny polaryzacji jest konsekwencją dwójłomności kołowej. Polaryzację kołową wyrażają funkcje obrotu w prawo (zgodnie z ruchem wskazówek zegara) i obrotu w lewo. Polaryzację liniową można uznać za wynik superpozycji fal spolaryzowanych kołowo o przeciwnym kierunku rotacji. Niech współczynniki załamania światła dla prawej i lewej polaryzacji kołowej będą różne. Przedstawmy średni współczynnik załamania światła i odchylenie od niego. Otrzymujemy wówczas oscylację o złożonej amplitudzie

co odpowiada wektorowi skierowanemu pod kątem do osi X. Kąt ten jest kątem obrotu płaszczyzny polaryzacji podczas dwójłomności kołowej, równym

Obliczanie różnicy współczynnika załamania światła

Z teorii elektryczności wiadomo, że układ ładunków w polu magnetycznym wiruje z prędkością kątową

co nazywa się współczynnikiem precesji Larmora.

Wyobraźmy sobie, że patrzymy w stronę spolaryzowanej kołowo wiązki przechodzącej przez ośrodek wirujący z częstotliwością Larmora; jeżeli kierunki obrotu wektora w belce i obrót Larmora pokrywają się, to względna prędkość kątowa jest istotna dla ośrodka, a jeśli te obroty mają różne kierunki, to względna prędkość kątowa jest równa.

Ale medium ma dyspersję i to widzimy

Stąd otrzymujemy wzór na kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji

i dla stałej Verde'a

Praktyczne zastosowania efektu Faradaya

Efekt Faradaya zyskał ogromne znaczenie w fizyce półprzewodników w pomiarach efektywnej masy nośników ładunku. Efekt Faradaya jest bardzo przydatny w badaniu stopnia jednorodności płytek półprzewodnikowych w celu odrzucenia wadliwych płytek. W tym celu przeprowadza się skanowanie w poprzek płytki za pomocą wąskiej wiązki sondy z lasera na podczerwień. Te miejsca na płycie, w których współczynnik załamania, a co za tym idzie i gęstość nośników ładunku odbiegają od podanych wartości, zostaną wykryte za pomocą sygnałów z fotodetektora rejestrującego moc promieniowania przechodzącego przez płytkę.

Rozważmy teraz elementy nieodwrotne amplitudy i fazy /ANE i FNE/ w oparciu o efekt Faradaya. W najprostszym przypadku optyka ANE składa się z płytki ze specjalnego szkła magnetooptycznego zawierającego pierwiastki ziem rzadkich i dwóch polaryzatorów foliowych (Polaroidy). Płaszczyzny transmisyjne polaryzatorów są ustawione względem siebie pod kątem. Pole magnetyczne wytwarzane jest przez magnes trwały i dobierane tak, aby nastąpił obrót płaszczyzny polaryzacji przez szkło. Wtedy na ścieżce „do przodu” cały system będzie przezroczysty, a na ścieżce „do tyłu” będzie nieprzezroczysty, tj. nabiera właściwości zaworu optycznego. FNE zaprojektowano tak, aby tworzył regulowaną różnicę faz pomiędzy dwiema liniowo spolaryzowanymi, przeciwbieżnymi falami. FNE znalazło zastosowanie w żyrometrii optycznej. Składa się z magnetooptycznej płytki szklanej i dwóch płytek wprowadzających różnicę fazową. Pole magnetyczne, podobnie jak w ANE, jest wytwarzane przez magnes trwały. Na drodze „do przodu” fala spolaryzowana liniowo, która przeszła przez płytkę, zostaje zamieniona na spolaryzowaną kołowo z obrotem w prawo, następnie przechodzi z odpowiednią prędkością przez płytkę magnetooptyczną i następnie przez drugą płytkę, po którym zostaje przywrócona polaryzacja liniowa. W drodze „powrotnej” uzyskuje się polaryzację lewoskrętną i fala ta przechodzi przez płytkę magnetooptyczną z prędkością inną niż prędkość fali prawoskrętnej, a następnie ulega przemianie w spolaryzowaną liniowo. Wprowadzając FNE do lasera pierścieniowego, zapewniamy różnicę w czasie potrzebnym na rozejście się fal w obwodzie i wynikającą z tego różnicę w ich długościach fal. załamanie efektu Faradaya

W pobliżu częstotliwości naturalnej oscylatorów efekt Faradaya jest opisywany bardziej złożonymi wzorami. W równaniu ruchu oscylującego elektronu należy uwzględnić tłumienie

Należy zauważyć, że dla fal spolaryzowanych kołowo rozchodzących się w polu magnetycznym krzywa dyspersji i kontur widmowy linii absorpcji mają dla danego ośrodka taką samą postać jak w przypadku braku pola magnetycznego, różniąc się jedynie przesunięciem na skala częstotliwości w prawo dla fali o dodatnim kierunku wirowania i w lewo dla fali o przeciwnym kierunku wirowania.

Na rysunku 3 linie przerywane przedstawiają wykresy funkcji, a ich różnicę pokazano linią ciągłą. Można zauważyć, że w pobliżu znak efektu Faradaya zmienia się dwukrotnie: w przedziale częstotliwości w pobliżu kierunku polaryzacji rotacja następuje w kierunku ujemnym, a poza tym przedziałem – w kierunku dodatnim. Należy jednak pamiętać, że w tym przypadku efekt nie sprowadza się jedynie do zmiany kierunku polaryzacji padającej fali. W sąsiedztwie absorpcja światła jest znaczna, a przy danej wartości współczynniki tłumienia dla składowych spolaryzowanych kołowo padającej fali mają różne wartości (dichroizm kołowy). Dlatego po przejściu przez próbkę amplitudy tych składowych nie są równe, a po ich dodaniu otrzymuje się światło spolaryzowane eliptycznie.

Należy pamiętać, że w efekcie Faradaya pole magnetyczne wpływa na stan polaryzacji światła jedynie pośrednio, zmieniając charakterystykę ośrodka, w którym światło się rozchodzi. W próżni pole magnetyczne nie ma wpływu na światło.

Zwykle kąt obrotu kierunku polaryzacji jest bardzo mały, ale ze względu na dużą czułość eksperymentalnych metod pomiaru stanu polaryzacji, efekt Faradaya leży u podstaw zaawansowanych metod optycznych wyznaczania stałych atomowych.

Wniosek

Efekt Faradaya to jedno z najważniejszych zjawisk w dziedzinie fizyki, które znalazło swoje zastosowanie w praktyce i nie zaginęło w annałach historii. Bez tego efektu nie udałoby się zbudować wielu urządzeń, które są bardzo ważne we współczesnym życiu. Przykładowo omawiany efekt jest stosowany w żyroskopach laserowych i innych laserowych urządzeniach pomiarowych oraz w systemach komunikacyjnych. Ponadto służy do tworzenia ferrytowych urządzeń mikrofalowych. W szczególności, w oparciu o efekt Faradaya, cyrkulatory mikrofalowe są zbudowane na falowodzie kołowym. Odkrycie tego zjawiska umożliwiło ustalenie bezpośredniego związku pomiędzy zjawiskami optycznymi i elektromagnetycznymi. Efekt Faradaya wyraźnie pokazuje swoistość. charakter wektora napięcia magnetycznego. pola H (H jest wektorem osiowym, „pseudowektorem”). Znak kąta obrotu płaszczyzny polaryzacji podczas efektu Faradaya (w przeciwieństwie do naturalnej aktywności optycznej) nie zależy od kierunku rozchodzenia się światła (wzdłuż pola lub pod pole). Dlatego wielokrotne przejście światła przez ośrodek umieszczony w polu magnetycznym powoduje odpowiednią liczbę zwiększeń kąta obrotu płaszczyzny polaryzacji. Ta cecha efektu Faradaya znalazła zastosowanie w projektowaniu tak zwanych niewzajemnych urządzeń optycznych i radiowych mikrofalowych. Efekt Faradaya jest szeroko stosowany w badaniach naukowych.

Bibliografia

1. Kalitievsky N.I. Optyka falowa: podręcznik. Wydanie 4, usunięte. - St. Petersburg: Wydawnictwo Lan, 2006. - 480 s.

2. Sivukhin D.V. Ogólny tok fizyki: Podręcznik. podręcznik dla uniwersytetów. W 5 tomach T. IV. Optyka. - wyd. 3, skreślone. - M.: FIZMATLIT, 2006. - 729 s.

3. Encyklopedia fizyczna. T.2 / L.I. Abalkin, I.V. Abashidze, SS Averintsev i inni; edytowany przez JESTEM. Prokhorova - M.: Wydawnictwo „Encyklopedia radziecka”, 1990. - s. 701-703.

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Obrót płaszczyzny polaryzacji światła pod wpływem pola magnetycznego. Charakterystyka cyrkulatorów optycznych. Współczynnik odbicia, wykorzystanie efektu Faradaya. Zastosowanie dwójłomnych elementów krystalicznych rutylu jako polaryzatorów.

raport, dodano 13.07.2014

Rozwój elektrodynamiki przed Faradaya. Praca Faradaya nad prądem stałym i jego poglądy na temat istnienia pól elektrycznych i magnetycznych. Wkład Faradaya w rozwój elektrodynamiki i elektromagnetyzmu. Nowoczesne spojrzenie na elektrodynamikę Faradaya-Maxwella.

teza, dodano 21.10.2010

Dzieciństwo i młodość Michaela Faradaya. Rozpoczęcie pracy w Instytucie Królewskim. Pierwsze niezależne badania M. Faradaya. Prawo indukcji elektromagnetycznej, elektroliza. Choroba Faradaya, najnowsze prace eksperymentalne. Znaczenie odkryć M. Faradaya.

streszczenie, dodano 07.06.2012

Pojęcie efektu potencjometrycznego i jego zastosowanie w technice. Obwód zastępczy urządzenia potencjometrycznego. Pomiar wielkości fizycznych w oparciu o efekt potencjometryczny. Czujniki wykorzystujące efekt potencjometryczny.

test, dodano 18.12.2010

Pojęcie i ogólna charakterystyka efektu fotosprężystego oraz jego zastosowanie do uzyskania obrazu rozkładu naprężeń. Podstawowe metody pomiaru wielkości fizycznych: parametry promieniowania świetlnego, ciśnienia i przyspieszenia z wykorzystaniem efektu fotosprężystego.

praca na kursie, dodano 13.12.2010

Faradaya działa na prąd stały. Studium przepisów Faradaya o istnieniu i wzajemnym przekształceniu pól elektrycznych i magnetycznych. Modelowa reprezentacja procesów elektromagnetycznych. Nowoczesne spojrzenie na elektrodynamikę Faradaya i Maxwella.

teza, dodano 28.10.2010

Odkrycie, wyjaśnienie efektu Peltiera. Schemat doświadczenia pomiaru ciepła Peltiera. Zastosowanie struktur półprzewodnikowych w modułach termoelektrycznych. Struktura modułu Peltiera. Widok zewnętrzny chłodnicy z modułem Peltiera. Cechy działania modułów Peltiera.

praca na kursie, dodano 8.11.2009

Właściwości falowe światła: dyspersja, interferencja, dyfrakcja, polaryzacja. Doświadczenie Junga. Kwantowe właściwości światła: efekt fotoelektryczny, efekt Comptona. Regularności promieniowania cieplnego ciał, efekt fotoelektryczny.

streszczenie, dodano 30.10.2006

Wyjaśnienie efektu Halla za pomocą teorii elektronów. Efekt Halla w ferromagnetykach i półprzewodnikach. Czujnik Halla EMF. Kącik sali. Stała Halla. Pomiar efektu Halla. Efekt Halla dla zanieczyszczeń i przewodnictwa wewnętrznego.

praca na kursie, dodano 02.06.2007

Badanie elektrooptycznego efektu Kerra. Metody eksperymentalnego otrzymywania stałej Kerra. Teoria cząsteczek polarnych i niepolarnych. Czas istnienia i zastosowanie efektu Kerra. Mechanizm występowania podwójnego załamania w polach przemiennych.

Poprzez optycznie nieaktywną substancję umieszczoną w polu magnetycznym obserwuje się obrót płaszczyzny polaryzacji światła. Teoretycznie efekt Faradaya może objawiać się również w próżni w polach magnetycznych rzędu 10 11 -10 12 Gaussów.

Wyjaśnienie fenomenologiczne

Promieniowanie spolaryzowane liniowo przechodzące przez ośrodek izotropowy można zawsze przedstawić jako superpozycję dwóch fal spolaryzowanych prawoskrętnie i lewoskrętnie o przeciwnych kierunkach obrotu. W zewnętrznym polu magnetycznym współczynniki załamania dla światła spolaryzowanego kołowo prawoskrętnego i lewoskrętnego stają się różne ( $n_+$ I $N_-$ ). W rezultacie, gdy promieniowanie spolaryzowane liniowo przechodzi przez ośrodek (wzdłuż linii pola magnetycznego), jego składowe spolaryzowane kołowo w lewo i w prawo rozchodzą się z różnymi prędkościami fazowymi, uzyskując różnicę dróg, która jest liniowo zależna od długości ścieżki optycznej. W rezultacie płaszczyzna polaryzacji liniowo spolaryzowanego światła monochromatycznego ma długość fali $\lambda$ przebył ścieżkę w środowisku $l$ , obraca się pod kątem

$\Theta = \frac(\pi l(n_+ - n_-))(\lambda)$ .

W obszarze niezbyt silnych pól magnetycznych różnica $n_+ - n_-$ zależy liniowo od natężenia pola magnetycznego i ogólnie kąt obrotu Faradaya jest opisany zależnością

$\\Theta = \nu Hl$ ,

Elementarne wyjaśnienie

Efekt Faradaya jest ściśle powiązany z efektem Zeemana, który polega na rozszczepieniu poziomów energii atomowej w polu magnetycznym. W tym przypadku przejścia pomiędzy poziomami rozszczepienia zachodzą wraz z emisją fotonów o polaryzacji prawej i lewej, co prowadzi do różnych współczynników załamania światła i współczynników absorpcji dla fal o różnej polaryzacji. Z grubsza rzecz biorąc, różnica w prędkościach fal o różnej polaryzacji wynika z różnicy długości fal fotonów pochłoniętych i ponownie wyemitowanych.

Dokładny opis efektu Faradaya przeprowadzono w ramach mechaniki kwantowej.

Stosowanie efektu

Stosowany w żyroskopach laserowych i innych laserowych urządzeniach pomiarowych oraz systemach komunikacyjnych. Ponadto efekt jest wykorzystywany przy tworzeniu ferrytowych urządzeń mikrofalowych. W szczególności, w oparciu o efekt Faradaya, cyrkulatory mikrofalowe są zbudowane na falowodzie kołowym.

Fabuła

Efekt ten odkrył M. Faradaya w 1845 roku.

Wstępne wyjaśnienie efektu Faradaya podał D. Maxwell w swojej pracy „Wybrane prace nad teorią pola elektromagnetycznego”, w której rozważa rotacyjną naturę magnetyzmu. Opierając się między innymi na pracach Kelvina, który podkreślał, że przyczyną magnetycznego oddziaływania na światło powinna być rzeczywista (a nie urojona) rotacja w polu magnetycznym, Maxwell uważa, że namagnesowany ośrodek to zbiór „molekularnych wirów magnetycznych” .” Teoria, która uważa prądy elektryczne za zjawiska liniowe, a siły magnetyczne za zjawiska rotacyjne, jest w tym sensie zgodna z teoriami Ampera i Webera. Badania przeprowadzone przez D. C. Maxwella prowadzą do wniosku, że jedyny wpływ, jaki rotacja wirów wywiera na światło, polega na tym, że płaszczyzna polaryzacji zaczyna się obracać w tym samym kierunku co wiry, o kąt proporcjonalny do:

grubość substancji
składowa siły magnetycznej równoległa do wiązki,
współczynnik załamania wiązki,
odwrotnie proporcjonalna do kwadratu długości fali w powietrzu,
średni promień wirów magnetycznych,
pojemność indukcji magnetycznej (przepuszczalność magnetyczna).

Austriacki fizyk teoretyczny L. Boltzmann w notatkach do pracy D. Maxwella odpowiedział w następujący sposób:

Mógłbym powiedzieć, że zwolennicy Maxwella prawdopodobnie nie zmienili w tych równaniach niczego poza literami... Wyniki serii przetłumaczonych tutaj prac należy zatem zaliczyć do najważniejszych osiągnięć teorii fizycznej.

Zobacz też

Efekty magnetooptyczne

Napisz recenzję o artykule „Efekt Faradaya”

Notatki

Źródło

. Encyklopedia fizyczna. wersja 5. strona 275

Fragment opisujący efekt Faradaya

Książę Andriej nie mógł już wytrzymać i zaczął płakać czule, miłosnymi łzami nad ludźmi, nad sobą, nad nimi i swoimi urojeniami.
„Współczucie, miłość do braci, do tych, którzy kochają, miłość do tych, którzy nas nienawidzą, miłość do wrogów - tak, ta miłość, którą Bóg głosił na ziemi, której nauczyła mnie księżniczka Marya, a której nie rozumiałem; Dlatego było mi żal życia, to mi jeszcze zostało, gdybym żył. Ale teraz jest już za późno. Wiem to!"

Straszliwy widok pola bitwy, pokrytego trupami i rannymi, w połączeniu z ciężkością głowy i wiadomością o zabitych i rannych dwudziestu znajomych generałach oraz ze świadomością bezsilności jego niegdyś silnej ręki, wywarł nieoczekiwane wrażenie na Napoleon, który zazwyczaj lubił patrzeć na zabitych i rannych, sprawdzając w ten sposób swoje siły duchowe (jak sądził). Tego dnia straszny widok pola bitwy pokonał duchową siłę, w którą wierzył w swoje zasługi i wielkość. Pospiesznie opuścił pole bitwy i wrócił na kopiec Szewardinskiego. Żółty, opuchnięty, ciężki, z przyćmionymi oczami, czerwonym nosem i ochrypłym głosem, siedział na składanym krześle, mimowolnie nasłuchując odgłosów wystrzałów i nie podnosząc wzroku. Z bolesną melancholią oczekiwał końca tej sprawy, którą uważał za przyczynę, ale której nie mógł powstrzymać. Osobiste ludzkie uczucia na krótką chwilę zwyciężyły nad sztucznym duchem życia, któremu tak długo służył. Przeżył cierpienie i śmierć, które widział na polu bitwy. Ciężkość głowy i klatki piersiowej przypomniała mu o możliwości cierpienia i śmierci dla siebie. W tym momencie nie chciał dla siebie Moskwy, zwycięstwa ani chwały. (Jakiej jeszcze chwały potrzebował?) Jedyne, czego teraz pragnął, to odpoczynek, pokój i wolność. Ale kiedy był na Wzgórzach Semenowskich, szef artylerii zaproponował, aby umieścić na tych wysokościach kilka baterii, aby zintensyfikować ogień do wojsk rosyjskich stłoczonych przed Kniazkowem. Napoleon zgodził się i nakazał przyniesienie mu wiadomości o efekcie, jaki wywołają te baterie.
Przyszedł adiutant i powiedział, że z rozkazu cesarza wycelowano w Rosjan dwieście armat, ale Rosjanie wciąż tam stoją.
„Nasz ogień gasi ich w rzędach, ale stoją” – powiedział adiutant.
„Ils en veulent bis!.. [Oni wciąż tego chcą!..]” – powiedział ochrypłym głosem Napoleon.
- Panie? [Władca?] – powtórzył adiutant, który nie słuchał.
„Ils en veulent encore” – wychrypiał Napoleon, marszcząc brwi i ochrypłym głosem „donnez leur en”. [Nadal chcesz, więc ich zapytaj.]
I bez jego rozkazu stało się to, czego chciał, a rozkazy wydawał tylko dlatego, że sądził, że od niego oczekuje się rozkazów. I znowu został przeniesiony do swojego dawnego sztucznego świata duchów jakiejś wielkości i znowu (tak jak koń chodzący po pochyłym kole napędowym wyobraża sobie, że robi coś dla siebie) posłusznie zaczął wykonywać tę okrutną, smutną i trudną , nieludzka rola, która była dla niego przeznaczona.
I nie tylko w tej godzinie i dniu zaćmiło się umysł i sumienie tego człowieka, który dźwigał ciężar tego, co się działo, bardziej niż wszyscy inni uczestnicy tej sprawy; ale nigdy, do końca życia, nie mógł zrozumieć ani dobra, piękna, prawdy, ani sensu swoich czynów, które były zbyt przeciwne dobru i prawdzie, zbyt dalekie od wszystkiego, co ludzkie, aby mógł zrozumieć ich sens. Nie mógł wyrzec się swoich czynów, chwalonych przez połowę świata, dlatego musiał wyrzec się prawdy, dobra i wszystkiego, co ludzkie.
Nie tylko tego dnia, jeżdżąc po polu bitwy, usianym martwymi i okaleczonymi ludźmi (jak mu się z woli wydawało), on, patrząc na tych ludzi, policzył, ilu Rosjan przypada na jednego Francuza i oszukując się, znalazł powodów do radości, że na każdego Francuza przypada pięciu Rosjan. Nie tylko tego dnia napisał w liście do Paryża, że le champ de bataille a ete superbe [pole bitwy było wspaniałe], bo leżało na nim pięćdziesiąt tysięcy trupów; ale także na wyspie św. Heleny, w zaciszu samotności, gdzie oznajmił, że swój wolny czas zamierza poświęcić na eksponowanie wielkich czynów, których dokonał, napisał:
„La guerre de Russie eut du etre la plus populaire des temps modernes: c”etait celle du bon sens et des vrais interets, celle du repos et de la securite de tous; elle etait purement pacifique et conservatrice.
C „etait pour la grande Cause, la fin des hasards elle rozpoczęcie de la securite. Un nouvel Horizon, de nouveaux travaux allaient se derouler, tout plein du bien etre et de la prosperite de tous. Le systeme europeen se trouvait fonde; il n Organizator „etait plus question que de l”.
Satisfait sur ces grands points et spokojna partout, j „aurais eu aussi mon congress et ma sainte Alliance. Ce sont des idees qu”on m”a volees. Dans cette reunion de grands souverains, nous eussions cechy de nos interets en famille et compte de clerc a maitre avec les peuples.
L"Europe n"eut bientot fait de la sorte veritablement qu"un meme peuple, et chacun, en voyageant partout, se fut trouve toujours dans la patrie commune. Il eut requiree toutes les rivieres navigables pour tous, la communaute des mers, et que les grandes armees permanentes fussent reduites desormais a la seule garde des souverains.

Substancje umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym stają się anizotropowe. Kiedy światło rozchodzi się wzdłuż kierunku pola magnetycznego, anizotropia ma charakter kołowy. Przejawia się to w obrocie azymutu polaryzacji liniowej o kąt φ , w zależności od natężenia pola magnetycznego N i odległości l, które światło rozchodzi się w polu magnetycznym,

Gdzie V- Stała Verdeta, charakteryzująca właściwości magnetooptyczne substancji.

Efekt rotacji azymutu polaryzacji podczas rozchodzenia się światła wzdłuż kierunku pola magnetycznego nazywany jest efektem Faradaya. Zwróćmy tutaj uwagę na istotną różnicę pomiędzy naturalną rotacją azymutu polaryzacji w substancjach optycznie czynnych a efektem Faradaya. W pierwszym przypadku kierunek obrotu jest określony wyłącznie przez kierunek propagacji światła, na przykład zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Dlatego jeśli światło, które przeszło przez substancję optycznie czynną, odbije się w lustrze, to wracając do punktu wyjścia, przywróci kierunek oscylacji wektora elektrycznego.

W przypadku efektu Faradaya kierunek obrotu azymutu polaryzacji wyznacza wektor indukcji magnetycznej, niezależnie od tego, czy światło rozchodzi się wzdłuż pola, czy pod nim. Jeśli w tym przypadku światło zostanie odbite od lustra i odesłane, kąt obrotu w pierwotnej pozycji podwoi się.

Efekt Faradaya pozwala na obserwację domen magnetycznych w przezroczystych materiałach ferromagnetycznych. Wykorzystamy w tym celu kryształy granatu ferrytowego (ortoglinian gadolinu), który z jednej strony jest dielektrykiem, przezroczystym w widzialnym obszarze widma, a z drugiej strony ma wyraźne właściwości ferromagnetyczne. Próbka ma postać cienkiej płytki (0,5 x 5 x 5 mm), w której domeny magnetyczne tworzą labirynt obszarów o dwóch przeciwnych kierunkach spontanicznego namagnesowania. Ogólnie rzecz biorąc, próbka nie jest namagnesowana, ponieważ objętości domen namagnesowanych „w górę” i „w dół” są równe (ryc. 5.15).

Umieśćmy tę próbkę na stoliku mikroskopu i oświetlmy ją światłem spolaryzowanym liniowo (ryc. 8.71). Po przejściu przez próbkę polaryzacja światła nie będzie już jednolita, taka sama we wszystkich punktach przekroju wiązki. Polaryzacja światła, które przeszło przez niektóre domeny, obróci się o mały kąt w jednym kierunku, a polaryzacja światła, które przeszło przez inne domeny, obróci się o ten sam kąt w drugim kierunku. Jeśli teraz umieścisz analizator przed okularem mikroskopu, to obracając go, możesz przyciemnić niektóre domeny, a inne rozjaśnić (ryc. 8.72a). Jeszcze bardziej obracając analizator, można przeciwnie, sprawić, że pierwsze domeny będą jasne, a pozostałe ciemne (ryc. 8.72b).


A	B

V	G

Ryż. 8,72. Domeny magnetyczne na ekranie monitora.

Jeśli umieścisz próbkę w podłużnym polu magnetycznym (wykorzysta się do tego małą cewkę z prądem), wówczas nastąpi namagnesowanie granatu ferrytowego, podczas gdy niektóre domeny zmniejszą się, a inne zwiększą (ryc. 8.72c). W tym częściowo namagnesowanym stanie szczególnie wyraźnie widać przyciemnienie niektórych domen i rozjaśnienie innych, gdy analizator jest obracany). Przy dalszym wzroście pola magnetycznego możliwe jest osiągnięcie całkowitego namagnesowania próbki (ryc. 8.72d). Wyłączenie pola magnetycznego przywraca próbkę do pierwotnego, nienamagnesowanego stanu. Ten miękki ferromagnes nie posiada namagnesowania resztkowego.

Wykorzystując pulsacyjne pole magnetyczne, można spróbować przejść od paskowych do cylindrycznych domen magnetycznych, które obserwowane pomiędzy skrzyżowanymi polaryzatorami wyglądają jak punkty. To właśnie te dziedziny cieszą się dużym zainteresowaniem przy tworzeniu systemów elektronicznego przetwarzania informacji.

Światło spolaryzowane liniowo. rozchodzące się w regionie wzdłuż stałego pola magnetycznego. pola, na których położona jest wieś.

Pod wpływem magnesu pola, naładowane cząstki na wyspach nabierają rotacji. ruch w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku pola. Obiekt posiada magnes indukowany. za chwilę. Od elektrycznego i mag. indukcja w substancji zależy od obecności magnetyzmu. momentu obrotowego i magnetycznego polaryzacja ośrodka pod wpływem pola, wówczas zależność ta objawia się tym, że światło jest monochromatyczne. fali rozchodzącej się w kierunku pola i spolaryzowanej kołowo, następuje przesunięcie fazowe, a znak tego przesunięcia zależy od kierunku polaryzacji kołowej. W efekcie dla każdej fali będącej superpozycją dwóch składowych – fal spolaryzowanych po okręgu w przeciwnych kierunkach – zmienia się stosunek faz tych składowych. W szczególności światło spolaryzowane liniowo, które jest liniową kombinacją równych wag fal spolaryzowanych lewo i prawoskrętnie w okręgu, ponownie przekształca się w światło spolaryzowane liniowo, ale z obróconą płaszczyzną polaryzacji (o kąt a) względem kierunek rozchodzenia się fali. Taka zmiana faz jest równa różnicy współczynników załamania substancji (czyli, co za tym idzie, prędkości rozchodzenia się fali świetlnej) dla fal spolaryzowanych lewoskrętnie i prawoskrętnie.

W obszarze niezbyt silnych magnesów. pola, kąt obrotu a płaszczyzny polaryzacji wyznacza się ze wzoru:

a = V(w,T) l B,

gdzie V(w,T) jest stałą Verdeta zależną od temperatury, częstotliwości w monochromatycznej. promieniowanie i t-ryT; l - optyczny długość ścieżki, na przykład długość kuwety, w której znajduje się substancja; Magn. B. trwała indukcja magnetyczna pola. W przypadku roztworu stężonego o wartości l należy zastąpić cl. Stała Verdeta V M dla mola substancji określa skręcalność molową czystej substancji: V M = VM/r (M - masa molowa, r - gęstość substancji) lub skręt molowy substancji w roztworze: V M = V/ w.

Znak kąta obrotu (X przyjmuje się jako dodatni w przypadku obrotu płaszczyzny polaryzacji w prawo, jeśli rozchodzenie się światła pokrywa się z kierunkiem pola magnetycznego, a obserwator patrzy na źródło światła. Ten wybór znaków jest powszechny w chemii; w fizyce przyjmuje się zwykle odwrotny dobór znaków.Z punktu widzenia wartości liczbowej stałe Stałe Verdeta są z reguły bardzo małe: setne minut kątowych.Dla wielu materiałów paramagnetycznych wynoszą one dziesiąte części minuty. Stałe Verdeta mają najwyższe wartości, sięgające kilkudziesięciu minut, dla materiałów ferromagnetycznych.

Przy częstotliwości linii sodu D (w ~ 17000 cm -1) dla większości gatunków stałe Verdeta są ujemne i tylko niektóre są paramagnetyczne. substancje (na przykład sole żelaza) obracają płaszczyznę polaryzacji w kierunku dodatnim. Kiedy promień światła przechodzi wstecz, jego płaszczyzna polaryzacji obraca się w kierunku przeciwnym do tego promienia, natomiast względem kierunku pola B obraca się w tym samym kierunku, co podczas przejścia do przodu. Umożliwia to wielokrotne przejście wiązki w celu skumulowania kąta obrotu a.

Zależność kąta obrotu a od częstotliwości wywołania. Dyspersja magnetyczna optyczny obrót: a= a(w ). Dyspersja silnie zależy od struktury energetycznej. widmo cząsteczki, w szczególności na temat tego, jak efekt Zeemana objawia się w cząsteczkach zdegenerowanych przy braku magnetyzmu. pola energetyczne poziomy. Przejściapomiędzy podpoziomami Zeemana rozdzieliły się w obecności. pola, na skutek efektu Faradaya, okazują się spolaryzowane, co z kolei wpływa na kształt krzywych dyspersji magnetycznej. optyczny obrót. Pole magnetyczne jest również związane z tymi samymi przyczynami - polaryzacją przejść. dichroizm kołowy, określony przez różnicę współczynników molowych. absorpcja światła spolaryzowanego kołowo lewo- i prawoskrętnie: D e (w) = e L (w) - e P (w).

W chemii często wykorzystuje się wyniki empiryczne. zależności łączące stałe Verdeta z chemią. struktura cząsteczek, na przykład, homologiczna. wiersze stosują addytywność wartości V M na fragmentach konstrukcyjnych

Gdy substancja znajduje się w polu magnetycznym, obserwuje się obrót płaszczyzny polaryzacji światła. Teoretycznie efekt Faradaya może objawiać się również w próżni w polach magnetycznych rzędu 10 11 -10 12 Gaussów.

Wyjaśnienie fenomenologiczne

Promieniowanie spolaryzowane liniowo przechodzące przez ośrodek izotropowy można zawsze przedstawić jako superpozycję dwóch fal spolaryzowanych prawoskrętnie i lewoskrętnie o przeciwnych kierunkach obrotu. W zewnętrznym polu magnetycznym współczynniki załamania dla światła spolaryzowanego kołowo prawoskrętnego i lewoskrętnego stają się różne ( n + (\ displaystyle n_ (+)) I n - (\ displaystyle n_ (-))). W rezultacie, gdy promieniowanie spolaryzowane liniowo przechodzi przez ośrodek (wzdłuż linii pola magnetycznego), jego składowe spolaryzowane kołowo w lewo i w prawo rozchodzą się z różnymi prędkościami fazowymi, uzyskując różnicę dróg, która jest liniowo zależna od długości ścieżki optycznej. W rezultacie płaszczyzna polaryzacji liniowo spolaryzowanego światła monochromatycznego ma długość fali λ (\ displaystyle \ lambda) przebył ścieżkę w środowisku l (\ displaystyle l), obraca się pod kątem

Θ = π l (n + - n -) λ (\ Displaystyle \ Theta = (\ Frac (\ pi l (n_ (+) -n_ (-))) (\ lambda)}}.

W obszarze niezbyt silnych pól magnetycznych różnica n + - n - (\ Displaystyle n_ (+) -n_ (-)) zależy liniowo od natężenia pola magnetycznego i ogólnie kąt obrotu Faradaya jest opisany zależnością

Θ = ν H. l (\ displaystyle \\ Theta =\ nu Hl),

Gdzie ν (\ displaystyle \ nu)- Stała Verdeta, współczynnik proporcjonalności zależny od właściwości substancji, długości fali promieniowania i temperatury.