Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 213 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 294
где V – постоянная Верде, характеризующая свойства вещества и зависящая от частоты света и температуры.
Углы поворота ϕ невелики. Для большинства твёрдых тел при напряжённости поля Н
вн
= 1 МА/м и L = 0,1 м
угол поворота составляет 1…2°, для газов – ещё меньше.
Феноменологическая теория объяснения магнито-оптического эффекта сводится к тому, что линейно
поляризованная волна может быть представлена как суперпозиция двух когерентных волн равных амплитуд с
круговыми поляризациями, в которых направление вращения электрических векторов осуществляется в
противоположные стороны. Правоциркулярно поляризованная и левоциркулярно поляризованная волны в
намагниченной среде распространяются с различными фазовыми скоростями, что и приводит к появлению
между ними определённой разности фаз, а, следовательно, и к повороту линии поляризации результирующей
волны.
Причина различной скорости распространения волн с круговыми поляризациями в намагниченной среде
состоит в следующем. В отсутствие внешнего поля (Н
вн
= 0) электроны в атомах вещества вращаются по
окружности с частотой ω
0
. При наложении внешнего магнитного поля перпендикулярно к плоскостям орбит
электронов частота вращения электронов становится в зависимости от направления вращения равной
ω
пр
= ω
0
+ ∆ω и ω
л
= ω
0
– ∆ω,
где ∆ω = еВ/2m – ларморовская частота.
Поскольку частоты ω
пр
и ω
л
для различного направления вращения векторов
E
различны, то будет
различна и скорость волн с круговыми поляризациями, распространяющихся вдоль направления магнитного
поля.
Известно, что ферриты изотропны по своим электрическим и магнитным свойствам. Однако при внесении
в постоянное магнитное поле Н
вн
ферриты становятся "оптически" активными для сантиметровых
электромагнитных волн (λ = 3,2 см). Установка для исследования эффекта Фарадея состоит из клистронного
генератора 1 сантиметровых электромагнитных волн, нагруженного цилиндрическим волноводом 2,
выполненным из меди (рис. 295). Внутренний диаметр волновода равен 23 мм. С одной стороны волновод
закорочен плунжером 3, а с другой оканчивается конической антенной 4. Ферритовый стержень 5 закрепляется с
помощью кольца из пенопласта по центру цилиндрического волновода 2. Для исключения отражения волн
ферритовый стержень заострен с обоих концов. Для создания постоянного магнитного поля Н
вн
на волновод в
области ферритового стержня надевается соленоид с большим числом витков N медного провода диаметром
1 мм.
Рис. 295
Соленоид питается постоянным током. Напряжённость магнитного поля соленоида можно рассчитать по
формуле
d
NI
H =
вн
, (4.19.7)
где d – длина обмотки соленоида (d = 150 мм); I – сила тока; N – общее число витков в соленоиде (N = 2000).
Для качественного наблюдения эффекта Фарадея в намагниченном феррите устанавливают генератор
радиоволн и приёмную рупорную антенну напротив друг друга так, чтобы их линии поляризации были взаимно
перпендикулярны. Отмечают отсутствие приёма волн. Подают напряжение на соленоид и намагничивают

Страницы