Metody i efekty magnetooptyki

Prezentacja na temat: "Metody i efekty magnetooptyki"— Zapis prezentacji:

1 Metody i efekty magnetooptyki
2007/8, sem. letni Program wykładu: przypomnienie podst. informacji o falach EM (superpozycja fal, polaryzacja) ośrodki materialne (zespolony współczynnik załamania, propagacja, dwójłomność, dichroizm) związek magnetyzmu z optyką (ef. Zeemana i jego konsekwencje dla str. poz. energetycznych i dla polaryzacji światła) podstawowe efekty MO (Faradaya, Macaluso-Corbino, Voigta, Cottona-Moutona, Kerra) specyfika efektów MO w różnych ośrodkach metody badania ef. MO materiały MO zastosowania ef. MO relacje z elektrooptyką Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

2 Równania Maxwella A A we współrzędnych kartezjańskich:
prawo Faradaya prawo Ampera prawo Gaussa bez nazwy gęstość ładunku przenikalność elektryczna ośrodka gęstość prądu A A równanie ciągłości siła Lorentza Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

3 Fala elektromagnetyczna (EM)
propagacja zaburzeń elektromagnetycznych w przestrzeni Dipol Hertza: H E fala płaska, harmoniczna – najprostsza forma fal (EM) wektor falowy monochromatyczna fala biegnąca w kierunku k, periodyczna w czasie i przestrzeni Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

4 Ośrodek dielektryczny, bezźródłowy:
zmienne E E zmienne H H w próżni, z r. Max.  równanie falowe: dla dow. fali z ampl. A: prędkość rozchodzenia się f. EM: współczynnik załamania ośrodka w próżni, Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

5 możliwość polaryzowania
z r. Maxwella dla fal płaskich  możliwość polaryzowania fal EM !!! czyli: fale poprzeczne 1) pole elektryczne pole magnetyczne 2) zgodność faz E(t) i B(t) (dla f. biegnących!) 3) stosunek amplitud (w próżni |k|=/c) |E| = c |B| inne ważne rozwiązania r. Max. – fale sferyczne i cylindryczne wszystkie formy fal można przedstawić jako superpozycje f. płaskich z różnymi wektorami falowymi (częstościami i kierunkami propagacji) Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

6 Propagacja światła w ośrodkach jednorodnych
niemagnetyczne (dielektryki), charakteryzowane przez (x,y,z, t)=const rozważania jak dla próżni, ale ze zmianą w r. Maxwella: Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

7 Superpozycja fal EM a) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, te same kierunki, różna polaryzacja polaryzacja liniowa lub polaryzacja kołowa polaryzacja eliptyczna b) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, różne kierunki, ta sama polaryzacja fala stojąca (ew. zmodulowana natężeniowo suma f. stojącej i biegnącej) Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

8 Superpozycja fal EM c) 2 fale płaskie, te same częstotliwości, różne kierunki, różna polaryzacja nie fala stojąca stałe natężenie wypadkowe periodycznie modulowana polaryzacja Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

9 Zjawisko dyspersji – zależność () [n(), ()]
pole magnetyczne pole elektryczne elektron oddz. atomu z polem E (klasyczny model Lorentza): E x indukowany moment elektr.:  wymuszone, tłumione oscylacje Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

10 indukowany moment dipolowy
d=ex indukowany moment dipolowy P =Nd – elektryczna polaryzacja ośrodka z elektrodynamiki    - gdy N niezbyt duże (mała gęstość ośrodka)  2 = 1+ (mlz)   1+ ½(mlz) n()  1 + ½ Re (mlz) , ()  ½ Im (mlz) Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1

11 Zespolony współczynnik załamania
2 ) ( 1 ÷ ø ö ç è æ + - g w e k m N  ( ) 0 -  –/2 /2 n ( ) 1 0 -  –/2 /2 związki Kramersa-Kroniga: wiążą 1 z 2 czyli n i  Metody i efekty magnetooptyki 2007/08 - wykład 1