Faradayův jev (magnetooptika)

Fyzikální základ

(Určeno pro VŠ a vážné zájemce o fyziku)

Faradayova rotace nastává ve většině průhledných dielektrických materiálů včetně kapalin. Jelikož magnetické pole má cylindrickou symetrii (říkáme, že je vírové – siločáry jsou uzavřené křivky), není tentokrát šikovné světlo rozkládat do dvou nezávislých polarizačních rovin – kolmých vzájemně a rovněž na směr šíření světla, standardně značených x, y – ale budeme na světlo nahlížet jako na superpozici levotočivě a pravotočivě polarizovaného světla (tzn. se stejnou cylindrickou symetrií).

Příčinou stáčení výsledné roviny lineární polarizace je fakt, že jedna ze složek se šíří v daném materiálu v magnetickém poli jinou rychlostí a je pohlcována (absorbována) jinak než druhá složka (tomuto jevu říkáme dichroismus). Odsud plyne lineární závislost úhlu Faradayovy rotace na dráze d, na které světelný paprsek interaguje v daném prostředí s magnetickým polem. K podrobnějšímu rozboru bychom potřebovali materiál popsat tenzorem magnetické permeability μ, který nesmí být diagonální. Právě nenulové mimodiagonální členy (μ2) určují míru Faradayovy rotace. Z teorie plyne v nejjednodušším přiblížení jednak přímá úměrnost mezi úhlem rotace a velikostí magnetické indukce B, jednak závislost na úhlové frekvenci ω, tedy i na vlnové délce světla λ.

B(ω) = H(ω) (2)