Эффект Зеемана
Входы: магнитное поле.
Выходы: спектр.
Графическая иллюстрация:
Рис.2.68. Расщепление энергетических уровней одиночных электронов в магнитном поле
Сущность:
Прямой (обращенный) эффект Зеемана состоит в расщеплении спектральных линий испускаемого (поглощаемого) излучения под действием магнитного поля. При этом неполяризованное излучение с частотой направления поля расщепляется на два компонента (линии) с частотами, первая из которых поляризована по левому кругу, а вторая - по правому. В направлении, перпендикулярном полю, расщепление имеет более сложный характер.
Крайние компоненты поляризованы перпендикулярно магнитному полю средние - с неизменной частотой - поляризованы вдоль поля и по интенсивности вдвое превосходят соседние. Величина смещения частоты пропорциональна индукции магнитного поля. Эффект Зеемана обусловлен расщеплением в магнитном полеэнергетических уровней атомов или молекул на подуровни, между которыми возможны квантовые переходы.
Математическое описание:
–энергетические
уровни электронов, помещенных в магнитное
поле, расщепляются в этом поле в
зависимости от величины спинового
магнитного момента и интенсивности
магнитного поля;
- магнитный момент электрона, H
– напряженность
магнитного поля.
Применение:
Эффект Зеемана нашел полезное применение в астрономии, поскольку по расщеплению линий в спектре излучения небесных тел можно судить о напряженности их магнитных полей. Например, именно по эффекту Зеемана астрофизикам удалось установить, что пятна на Солнце являются следствием возмущения мощных магнитных полей вблизи его поверхности — солнечных магнитных бурь.
Дихроизм
Входы: поляризованный свет.
Выходы: световой поток.
Графическая иллюстрация:
Рис.2.69. Диохроизм.
Сущность:
Дихроизм - это зависимость величины поглощения телами света от его поляризации. Это свойство, в той или иной мере, присуще всем поглощающим свет веществам, обладающим анизотропной структурой. Классический пример такого вещества - кристалл турмалина. Он обладает двойным лучепреломлением и, кроме того, очень сильно поглощает обыкновенный луч. Поэтому даже из тонкой пластины турмалина естественный свет выходит линейно-поляризованным. Дихроизм обнаруживают не только кристаллы, но и многочисленные некристаллические тела, обладающие естественной или искусственно созданной анизотропией (молекулярные кристаллы, растянутые полимерные пленки, жидкости, ориентированные в потоке и т.д.).
Эффект фотодихроизма состоит в возникновении дихроизма в изотропной среде под действием поляризованного света. Свет вызывает фотохимические превращения молекул вещества, изменяя коэффициент их поглощения. Поляризованный свет преимущественно взаимодействует с молекулами определенной ориентации, что и приводит к появлению анизотропии поглощения.
Математическое описание:
,где
d – дихроизм поглощения;
- оптическая плотность для линейно
поляризованного света определенной
длины волны с плоскостью поляризации,
соответствующей параллельной выделенному
в веществе направлению;
- оптическая плотность для линейно
поляризованного света определенной
длины волны с плоскостью поляризации,
соответствующей перпендикулярной
выделенному в веществе направлению.
Применение:
Поляризаторы оптического излучения, лазеры, измерительные и диагностические системы.
Патент США 3558215: Устройство для преобразования светового луча с произвольной плоскостью поляризации в луч света с медленно вращающейся плоскостью поляризации содержит не менее трех последовательно расположенных оптических элементов. В качестве этих элементов используют магнито- или электрооптические элементы. Хотя бы на один элемент накладывают электромагнитное поле. Если поле накладывают более, чем на один элемент, то поля для соседних элементов сдвинуты на фазе на 900.