Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 26 нет стр 521-526
 
djvu / html
 

30
МАГНИТООПТИКА — МАГНИТОСТАТИКА
Лит.: Вонсовокий С. В. и Шур Я. С., Ферромагнетизм, М.— Л., 1948.
МАГНИТООПТИКА — раздел оптики, изучающий излучение, распространение и поглощение света в телах, находящихся в магнитном поле. Важнейшее явление в этой области — изменение частоты испускаемого или поглощаемого света атомами или молекулами вещества, помещённого в магнитное поле. Оно было открыто в 1896 голландским физиком П. Зееманом и названо его именем (см. Зеемана явление). В наиболее простом виде это явление выступает в случае одноатомных газов или паров. Спектральные линии испускаемого или поглощаемого света расщепляются на три или большее число линий. При этом каждая спектральная линия оказывается поляризованной (по кругу или прямолинейно).
Полное объяснение явления Зеемана даёт современная квантовая теория атома (см.). Согласно этой теории электроны, находящиеся на внешней оболочке атома, приобретают под действием внешнего поля добавочную энергию, зависящую от того, каким образом ориентирован по отношению к магнитному полю суммарный магнитный момент всех внешних электронов. Как показывает квантовая теория и подтверждает опыт, возможны не все ориентации, а лишь нек-рые, строго определённые. Следовательно, добавочная энергия взаимодействия имеет ряд прерывных значений. Частота излучаемого (или поглощаемого) света определяется разностью уровней энергий, между к-рыми совершает переход электрон в атоме. Так как эта разность энергии, согласно вышеизложенному, приобретает во внешнем магнитном поле ряд дополнительных значений, то и частбты излучаемого света также расщепляются на ряд частот, т. е. происходит расщепление спектральных линий.
Магнитные моменты электронов могут взаимодействовать не только с внешним магнитным полем; может также иметь место взаимодействие собственных магнитных моментов электронов (т. н. спиновых моментов) с магнитным полем (магнитными моментами) электронных орбит. Вследствие этого также происходит расщепление уровней энергии и спектральных линий на несколько составляющих. Такие сложные линии получили название мулътиплетов (см.). Первая попытка объяснения природы муль-типлетов на основе представления о внутриатомном магнитном взаимодействии принадлежит выдающемуся советскому физику Д. С. Рождественскому (1919). Более поздние теории, объяснявшие природу муль-типлетов, все исходили из этого предположения. Количество составляющих, на к-рые распадается спектральная линия во внешнем магнитном поле, зависит от её мультиплетности и, следовательно, от внутриатомного магнитного взаимодействия. Если внешнее магнитное поле достаточно велико, то внутриатомная магнитная связь может быть разорвана и мультиплетная структура спектральных линий исчезает.
Если спектральная линия является одиночной (сингулет), то во внешнем магнитном поле она распадается на три составляющие — имеет место простой эффект Зеемана, в то время как у мультиплет-ных линий наблюдается сложный эффект Зеемана. Так как атомные ядра также обладают магнитным моментом, то магнитное взаимодействие атсмного ядра с внешними электронами приводит к дальнейшему усложнению структуры спектральных линий. Магнитное взаимодействие атомных ядер с электронами относительно слабо, поэтому обусловленное им расщепление спектральных линий . невелико (сотые
и тысячные доли А) и обнаруживается только спектральными приборами (см.) высокой разрешающей силы. Это расщепление называется сверхтонкой структурой спектральных линий.
Изменение движения электронов в атомах под действием внешнего магнитного поля и, соответственно, частот и поляризации испускаемого света приводит к тому, что скорость распространения света в телах, помещённых во внешнее магнитное поле, меняется в зависимости от характера поляризации. При распространении света, поляризованного по кругу, в теле, помещённом в магнитное поле, скорость света вдоль направления магнитного поля оказывается различной для правой и левой поляризации. Вследствие этого линейно-поляризованный свет, распространяясь в теле вдоль направления магнитного поля, испытывает поворот плоскости поляризации. Это явление впервые было открыто англ, физиком М. Фарадеем в 1845 и называется явлением Фарадея (см. Фарадея явление). Вращение сильно возрастает при приближении частоты падающего света к частоте линии поглощения и имеет вблизи линий поглощения «аномальный» ход (сходно с явлением «аномальной» дисперсии). При распространении линейно-поляризованного света перпендикулярно направлению магнитного поля, для различных направлений поляризации имеет место двойное лучепреломление (см.), к-рое называется магнитным двойным лучепреломлением.
При отражении линейно-поляризованного света от полированного полюса магнита наблюдается изменение поляризации отражённого света на эллиптическую (см. Керра явление). Это объясняется тем, что падающий линейно-поляризованный луч света распадается в веществе магнита на два луча, поляризованных по кругу, распространяющихся с разной скоростью и испытывающих различное поглощение.
Особую природу имеет двойное лучепреломление света под действием внешнего магнитного поля в органич. жидкостях, называемое явлением Коттон-Мутона (см. Коттон-Мутона явление). Природа его аналогична природе электрооптич. явления Керра и обусловлена ориентацией анизотропных молекул во внешнем магнитном поле.
Лит.: Л а н д о б е р г Г. С., Оптика, 3 изд., М.— Л., 1952 (Общий курс физики, т. 3); Б о р н М., Оптика, пер. о нем., Харьков— Кгев, 1937.
МАГНИТОСТАТИКА (также магнетостати-к а) — раздел теории электромагнитного поля, в к-ром изучаются свойства стационарного (не изменяющегося во времени) магнитного поля и намагниченных тел. М. первоначально развивалась как учение о взаимодействии постоянных магнитов. В конце 18 в. франц. учёный Ш. Кулон по аналогии с законом взаимодействия электрич. зарядов установил, что сила взаимодействия F между полюсами тонких и длинных магнитов, удалённых друг от друга на достаточно большое расстояние г, равна:
F = k™^, (1)
где тг и т% — так называемые «магнитные заряды», сосредоточенные в полюсах магнитов, a k — численный коэфициент. Введённое Кулоном понятие о магнитных зарядах позволило построить учение о М. по аналогии с электростатикой. Как и в электростатике, в М. были введены величины: напряжённость магнитного поля
Н = F/m (2)
и магнитная индукция
В — у.Н, (3)

 

1 10 20 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650


Большая Советская Энциклопедия Второе издание