Магниттік оптика

Магниттік оптика

Магниттік оптика, магнетооптика — оптиканың магнит өрісі әсерінен заттың оптикалық қасиеттерінің өзгерістерін зерттейтін саласы. Магниттік оптикалық құбылыстардың басым көпшілігі атомның энергетикалық деңгейлерінің жіктелуімен (азғындалудың жойылуы) тікелей байланысты. Осы жіктелулер, негізінен, Зееман эффектісінде байқалады. Басқа Магниттік оптикалық құбылыстар да Зееман эффектісінің салдарынан болады және бұлар зеемандық оптикалық ауысулардың поляризация сипаттамаларының ерекшеліктерімен, дисперсиясы бар ортада поляризацияланған жарықтың таралу заңдылықтарымен байланысты. Магнит өрісінде электр өрісі немесе деформациялар әрекетінен пайда болатын кәдімгі сызықты оптикалық анизотропиядан басқа, өріске перпендикуляр жазықтықта екі айналу бағыттары пара-пар болмайтын циркулярлық анизотропия пайда болады. Осы жағдай магнит өрісінің аксиалдығының салдарынан туындайды. Магниттік оптиканың негізгі құбылыстарын магнит өрісінің бағыты бойынша топтастыруға болады. Нәтижесінде екі негізгі жағдай қарастырылады:

• Жарықтың сәуле шығаруының толқындық векторы (k) магнит өрісіне (Н) параллель;
• Жарықтың толқындық векторы магнит өрісіне перпендикуляр.

Зееман құбылысы екі жағдайда да байқалады және зеемандық жіктелу құраушыларының поляризация сипаттамаларының әр түрлі болуы осы жағдайлардағы магнит өрісі мен индукцияланған анизотропияның әр түрлі сипатта болуына әкеліп соғады. Сонда монохроматты жарық өріс бойымен таралған кезде (Зееманның бойлық эффектісі) оның оңға және солға циркулярлы поляризацияланған құраушылары әр түрлі жұтылады (магниттік циркулярлық дихроизм), ал жарық магнит өрісіне көлденең таралғанда (Зееманның көлденең эффектісі) магниттік сызықты дихроизм байқалады, яғни магнит өрісіне параллель және перпендикуляр сызықты поляризацияланған құраушылар әр түрлі жұтылады. Осы поляризацияланған эффектілердің сәуленің толқын ұзындығынан тәуелділігі күрделі болады, бұл мөлшері спектрлік сызықтардың енінен әлдеқайда кіші зеемандық жіктелудің шамасы мен сипатын анықтауға мүмкіндік береді. Спектрлік сызықтардың жіктелуі ортаның сыну көрсеткішінің жарықтың толқын ұзындығынан тәуелділігін сипаттайтын дисперсия қисықтың тиісті жіктелуіне әкеледі (қ. Жарық дисперсиясы, Жарықтың сынуы). Осының нәтижесінде жарық өріс бойымен таралған кезде оң және сол дөңгелек бойынша поляризацияланған жарық үшін сыну көрсеткіштері әр түрлі болып шығады (сәуленің магниттік циркулярлы қосарланып сынуы). Ал орта арқылы сызықты поляризацияланған монохроматты жарық өткен кезде оның поляризация жазықтығы бұрылады (қ. Фарадей эффектісі). Магнит өрісіне қатысты жарықтың көлденең таралуы жағдайында екі сызықты поляризация үшін сыну көрсеткішінің әр түрлі болуы сәуленің сызықты магнит қосарланып сынуы (қ. Коттон — Мутон эффектісі) байқалады. Қатты денелердің Магниттік оптикасы 20 ғ-дың 60 — 70-жылдарынан бастап қарқынды дамыды. Әсіресе, бұл шала өткізгіштердің және ферриттер және антиферромагнетиктер сияқты магнитті реттелген кристалдардың Магниттік оптикасына қатысты болды. Лазердің жасалуына байланысты жарық ағынының қарқындылығы үлкен болған жағдайда ғана білінетін бірқатар жаңа Магниттік оптикалық эффектілер пайда болды. Магниттік оптикалық эффектілер ақпарат жазу және сақтау құрылғыларында (Магниттік оптикалық дискілер), лазер сәулесін басқару жүйелерінде, лазерлік гироскоптарды, интегралдық оптика элементтерін құрастырғанда, т.б. қолданылады.

Дереккөздер

• Қазақ энциклопедиясы
• Кринчик Г.С., Физика магнитных явлений, М., 1985;
• Котов В.А., Магнитооптика тонких пленок, М., 1988;
• Воронько Ю.Г., Рандошкин В.В., Магнитооптические пленки феррит-гранатов и их применение, М., 1992.