• А
  • Б
  • В
  • Г
  • Д
  • Е
  • Ж
  • З
  • И
  • Й
  • К
  • Л
  • М
  • Н
  • О
  • П
  • Р
  • С
  • Т
  • У
  • Ф
  • Х
  • Ц
  • Ч
  • Ш
  • Щ
  • Ф
  • Э
  • Ю
  • Я
  • Магнитодиэлектрики

    Магнитодиэлектрики, магнитные материалы, представляющие собой связанную в единый конгломерат смесь ферромагнитного порошка и связки - диэлектрика (например, бакелита, полистирола, резины); в…



    Магнитола

    Магнитола, радиотехнический аппарат бытового назначения, конструктивно объединяющий радиоприёмник и магнитофон. Преимущество такого объединения заключается в использовании общих усилителя…



    Магнитометр

    Магнитометр (от греч. magnetis - магнит и... метр), прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ (магнитных материалов). В зависимости от определяемой величины…



    Магнитомеханические явления

    Магнитомеханические явления, гиромагнитные явления, группа явлений, обусловленных взаимосвязью магнитного и механических моментов микрочастиц - носителей магнетизма. Любая микрочастица, обладающая…



    Магнитомеханическое отношение

    Магнитомеханическое отношение, гиромагнитное отношение, отношение магнитного момента элементарных частиц (и состоящих из них систем - атомов, молекул, атомных ядер и т.д.) к их моменту количества…



    Магнитооптика

    Магнитооптика, магнетооптика, раздел физики, в котором изучаются изменения оптических свойств сред под действием магнитного поля и обусловливающие эти изменения особенности взаимодействия оптического излучения (света) с помещенным в поле веществом.

    Магнитное поле, как и всякое векторное поле, выделяет в пространстве определённое направление; поле в среде придаёт этой среде дополнительную анизотропию, в частности оптическую анизотропию. (Своеобразие симметрии, которой обладает магнитное поле, заключается в том, что его напряжённость Н и магнитная индукция В — не просто векторы, но осевые векторы.) Энергия атома (молекулы, иона) среды начинает зависеть от взаимного направления поля и магнитного момента атома; в результате уровни энергии атома расщепляются (иначе говорят, что поле снимает вырождение уровней). Соответственно, расщепляются спектральные линии оптических переходов между уровнями (см. также Атом, Излучение, Молекула). В этом состоит один из эффектов М. — Зеемана эффект. Поляризация зеемановских компонент ("отщепленных" линий) различна (см. Поляризация света); поэтому в веществе, помещенном в магнитное поле, поглощение таких же компонент проходящего света (обратный эффект Зеемана) различно в зависимости от состояния их поляризации. Так, при распространении монохроматического света вдоль поля (продольномэффекте Зеемана) его право- и левоциркулярно поляризованные составляющие поглощаются по-разному (так называемый магнитный круговой дихроизм), а при распространении света поперёк поля (поперечном эффекте Зеемана) имеет место магнитный линейный дихроизм, то есть разное поглощение составляющих, линейно-поляризованных параллельно и перпендикулярно магнитному полю. Эти поляризационные эффекты проявляют сложную зависимость от длины волны излучения (сложный спектральный ход), знание которой позволяет определить величину и характер зеемановского расщепления в тех случаях, когда оно много меньше ширины спектральных линий. (Аналогичные эффекты наблюдаются в люминесценции.)

    Расщепление спектральных линий влечёт за собой дополнительное расщепление дисперсионных кривых, характеризующих зависимость показателя преломления среды от длины волны излучения (см. Дисперсия света. Преломление света). В результате при продольном (по полю) распространении показатели преломления для света с правой и левой круговыми поляризациями становятся различными (магнитное циркулярное двойное лучепреломление), а линейно-поляризованный монохроматический свет, проходя через среду, испытывает вращение плоскости поляризации. Последнее явление называется Фарадея эффектом. Вблизи линии поглощения ("скачка" на дисперсионной кривой) фарадеевское вращение проявляет характерную немонотонную зависимость от длины волны — эффект Макалузо — Корбино. При поперечном относительно магнитного поля распространении света различие показателей преломления для линейных поляризаций приводит к линейному магнитному двойному лучепреломлению, известному как Коттона — Мутона эффект (или эффект Фохта).

    Изучение и использование всех этих эффектов входит в круг проблем современной М.

    Оптическая анизотропия среды в магнитном поле проявляется также и при отражении света от её поверхности. При таком отражении происходит изменение поляризации отражённого света, характер и степень которого зависят от взаимного расположения поверхности, плоскости поляризации падающего света и вектора намагниченности. Этот эффект наблюдается в первую очередь для ферромагнетиков и носит название магнитооптического Керра эффекта.

    М. твёрдого тела интенсивно развивалась в 60—70-е годы 20 века. Особенно это относится к М. полупроводников и таких магнитоупорядоченных кристаллов, как ферриты и антиферромагнетики.

    Одно из основных магнитооптических явлений в полупроводниках состоит в появления (при помещении их в магнитное поле) дискретного спектра поглощения оптического излучения за краем сплошного поглощения, соответствующего оптическому переходу между зоной проводимости и валентной зоной (см. Полупроводники, Твёрдое тело). Эти так называемые осцилляции коэффициента поглощения, или осцилляции магнитопоглощения, обусловлены специфическим "расщеплением" в магнитном поле указанных зон на системы подзон — подзон Ландау. Оптические переходы между подзонами и ответственны за дискретные линии поглощения. Возникновение подзон Ландау вызвано тем, что электроны проводимости и дырки в магнитном поле начинают совершать орбитальные движения в плоскости, перпендикулярной полю. Энергия такого движения может изменяться лишь скачкообразно (дискретно) — отсюда дискретность оптических переходов. Эффект осцилляций магнитопоглощения широко используется для определения параметров зонной структуры полупроводников. С ним связаны и так называемые междузонные эффекты Фарадея и Фохта в полупроводниках.

    Подзоны Ландау, в свою очередь, расщепляются в магнитном поле вследствие того, что электрон обладает собственным моментом количества движения — спином. При определённых условиях наблюдается вынужденное рассеяние света на электронах в полупроводнике с переворотом спина относительно магнитного поля. При таком процессе энергия рассеиваемого фотона изменяется на величину спинового расщепления подзоны, которое для некоторых полупроводников весьма велико. На этом эффекте основано плавное изменение частоты излучения мощных лазеров и создан светосильный инфракрасный спектрометр сверхвысокого разрешения.

    Большой раздел М. полупроводников составляет изучение зеемановского расщепления уровней энергии мелких водородоподобных примесей и экситонов (см. также Квазичастицы). Наблюдение магнитопоглощения и отражения инфракрасного излучения в узкозонных полупроводниках позволяет исследовать коллективные колебания электронной плазмы (см. Плазма твёрдых тел) и её взаимодействие с фононами.

    В прозрачных ферритах и антиферромагнетиках магнитооптические методы применяют для изучения спектра спиновых волн, экситонов, примесных уровней энергии и пр. В отличие от диамагнетиков и парамагнетиков, во взаимодействии света с магнитоупорядоченными средами главную роль играют не внешние поля, а внутренние магнитные поля этих сред (их напряжённости достигают 105—106 э), которые определяют спонтанную намагниченность (подрешёток или кристалла в целом) и её ориентацию в кристалле. Магнитооптические свойства прозрачных ферритов и антиферромагнетиков могут быть использованы в системах управления лазерным лучом (например, для создания модуляторов света; см. Модуляция света) и для оптической записи и считывания информации, особенно в электронно-вычислительных машинах.

    Создание лазеров привело к обнаружению новых магнитооптических эффектов, проявляющихся при больших интенсивностях светового потока. Показано, в частности, что поляризованный по кругу свет, проходя через прозрачную среду, действует как эффективное магнитное поле и вызывает появление намагниченности среды (так называемый обратный эффект Фарадея).

    В тесной связи с магнитооптическими явлениями находятся явления оптической ориентации атомов, спинов электронов и ядер в кристаллах, циклотронный резонанс, электронный парамагнитный резонанс и другие. Магнитооптические методы используются при исследовании квантовых состояний, ответственных за оптические переходы, физико-химические структуры вещества, взаимодействий между атомами, молекулами и ионами в основном и возбуждённом состояниях, электронной структуры металлов и полупроводников, фазовых переходов и пр.

    Лит.: Борн М., Оптика, перевод с немецкого, Хар., 1937; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Старостин Н. В., Феофилов П. П., Магнитная циркулярная анизотропия в кристаллах, "Успехи физических наук", 1969, т. 97, в. 4; Smith S. D., Magneto-Optics in crystals, в книге: Encyclopedia of Physics (Handbuch der Physik), v. 25, pt. 2a, B. — [a. o.], 1967.

    В. С. Запасский. Б. П. Захарченя.

     

    Магнитное поле

    Магнитное поле, силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения. М. п. характеризуется вектором магнитной…

    Оптическое излучение

    Оптическое излучение, светв широком смысле слова, электромагнитные волны, длины которых заключены в диапазоне с условными границами от 1 нм до 1 мм. К О. и., помимо воспринимаемого человеческим глазом…

    Анизотропия

    Анизотропия (от греч. anisos - неравный и troроs - направление), зависимость физических свойств вещества (механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических) от направления (в…

    Оптическая анизотропия

    Оптическая анизотропия, различие оптических свойств среды в зависимости от направления распространения в ней оптического излучения (света) и состояния поляризации этого излучения (см. Поляризация…

    Магнитная индукция

    Магнитная индукция, вектор магнитной индукции В, основная характеристика магнитного поля (см. Индукция электрическая и магнитная). Единицей М. и. в Международной системе единиц служит тесла (тл), в…

    Осевой вектор

    Осевой вектор, вектор в ориентированном пространстве, который при изменении ориентации пространства на противоположную преобразуется в противоположный вектор. Примером О. в. может служить векторное…

    Магнитный момент

    Магнитный момент, основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Источником магнетизма, согласно классической теории электромагнитных явлений, являются электрические макро- и…

    Уровни энергии

    Уровни энергии, возможные значения энергии квантовых систем, т. е. систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и др. элементарных частиц, атомных ядер, атомов, молекул и т.д.) и…

    Вырождение

    Вырождение в квантовой механике, заключается в том, что некоторая величина f, описывающая физическую систему (атом молекулу и т.п.) имеет одинаковое значение для различных состояний системы. Число…

    Атом

    Атом (от греч. atomos - неделимый), частица вещества микроскопических размеров и очень малой массы (микрочастица), наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Каждому…

    Излучение

    Излучение электромагнитное, процесс образования свободного электромагнитного поля. (Термин "И." применяют также для обозначения самого свободного, т. е. излученного, электромагнитного поля - см…

    Молекула

    Молекула (новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles - масса), наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами. М. состоит из атомов, точнее - из атомных ядер, окружающих их…

    Зеемана эффект

    Зеемана эффект, расщепление спектральных линий под действием магнитного поля. Открыто в 1896 П. Зееманом при исследовании свечения паров натрия в магнитном поле. Для наблюдения З. э. источник света…

    Поляризация света

    Поляризация света, одно из фундаментальных свойств оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению…

    Монохроматический свет

    Монохроматический свет (от моно... и греч. chroma, родительный падеж chromatos - цвет), электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно…

    Ширина спектральных линий

    Ширина спектральных линий, интервал частот v (или длин волн l =c/n, с - скорость света), характеризующий спектральные линии в спектрах оптических атомов, молекул и др. квантовых систем. Каждому…

    Люминесценция

    Люминесценция (от латинского lumen - свет и -escent - суффикс, означающий слабое действие), излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени…

    Дисперсия света

    Дисперсия света, зависимость показателя преломления n вещества от частоты n (длины волны l) света или зависимость фазовой скорости световых волн от частоты. Следствие Д. с. - разложение в спектр пучка…

    Преломление света

    Преломление света, изменение направления распространения оптического излучения (света) при его прохождении через границу раздела двух сред. На протяжённой плоской границе раздела однородных изотропных…

    Двойное лучепреломление

    Двойное лучепреломление, расщепление пучка света в анизотропной среде (например, в кристалле) на два слагающих, распространяющихся с разными скоростями и поляризованных в двух взаимно перпендикулярных…

    Вращение плоскости поляризации

    Вращение плоскости поляризации света, поворот плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через вещество (см. Поляризация света). В. п. п. наблюдается в средах, обладающих…

    Фарадея эффект

    Фарадея эффект, один из эффектов магнитооптики. Заключается во вращении плоскости поляризации электромагнитного излучения (например, света), распространяющегося в веществе вдоль силовых линий…

    Коттона - Мутона эффект

    Коттона - Мутона эффект, двойное лучепреломление света в изотропном веществе, помещенном в поперечное магнитное поле (перпендикулярное световому лучу). Впервые обнаружено в коллоидных растворах Дж…

    Отражение света

    Отражение света, явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения) из одной среды на границу её раздела со 2-й средой взаимодействие света с веществом приводит к появлению…

    Намагниченность

    Намагниченность, характеристика магнитного состояния макроскопического физического тела; в случае однородно намагниченного тела Н. определяется как магнитный моментJ единицы объёма тела: J = M/V, где…

    Ферромагнетики

    Ферромагнетики, вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом состоянии), в которых ниже определённой температуры (Кюри точки Q) устанавливается ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или…

    Керра эффект

    Керра эффект, Кeppa явление, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных веществах, например жидкостях и газах, под воздействием однородного электрического поля. Открыт Дж. Керром в…

    Ферриты

    Ферриты, химические соединения окиси железа Fe2O3 с окислами других металлов. У многих Ф. сочетаются высокая намагниченность и полупроводниковые или диэлектрические свойства, благодаря чему они…

    Антиферромагнетик

    Антиферромагнетик, вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (см. Антиферромагнетизм). Обычно вещество становится А. ниже определённой температуры…

    Полупроводники

    Полупроводники, широкий класс веществ, характеризующихся значениями электропроводности s, промежуточными между электропроводностью металлов (s ~ 106-104ом-1 см-1) и хороших диэлектриков (s $ 10-10-10…

    Твёрдое тело

    Твёрдое тело, одно из четырёх агрегатных состояний вещества, отличающееся от др. агрегатных состояний (жидкости, газов, плазмы) стабильностью формы и характером теплового движения атомов, совершающих…

    Дырка

    Дырка (в зонной теории твёрдого тела), не занятое электроном энергетическое состояние, например в валентной зоне полупроводника. Д. ведут себя как частицы (квазичастицы) с положительным зарядом…

    Спин

    Спин (от англ. spin - вращаться, вертеться.), собственный момент количества движения элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. (При введении…

    Вынужденное рассеяние света

    Вынужденное рассеяние света, рассеяние света в среде, обусловленное изменением движения входящих в её состав микрочастиц (электронов, атомов, молекул), происходящим как под влиянием падающей световой…

    Лазер

    Лазер, источник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Слово "лазер" составлено из начальных букв (…

    Экситон

    Экситон (от лат. excito - возбуждаю), квазичастица, представляющая собой электронное возбуждение в диэлектрике или полупроводнике, мигрирующее по кристаллу и не связанное с переносом электрического…

    Квазичастицы

    Квазичастицы (от квази... и частицы), одно из фундаментальных понятий теории конденсированного состояния вещества, в частности теории твёрдого тела. Теоретическое описание и объяснение свойств…

    Плазма твёрдых тел

    Плазма твёрдых тел, условный физический термин, означающий совокупность подвижных заряженных частиц в твёрдых проводниках (электронов проводимости в металлах или электронов и дырок в полупроводниках)…

    Фонон

    Фонон (от греч. phone - звук), квант колебательного движения атомов кристалла. Колебания атомов кристалла благодаря взаимодействию между ними распространяются по кристаллу в виде волн, каждую из…

    Спиновые волны

    Спиновые волны, 1) в магнитоупорядоченных средах (магнетиках) волны нарушений "спинового порядка". В ферромагнетиках, антиферромагнетиках и ферритах спины атомов и связанные с ними магнитные моменты в…

    Диамагнетик

    Диамагнетик, вещество, намагничивающееся навстречу направлению внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля Д. немагнитен. Под действием внешнего магнитного поля каждый атом Д…

    Парамагнетик

    Парамагнетик, вещество, намагничивающееся во внешнем магнитном поле по направлению поля. В отсутствие внешнего магнитного поля П. немагнитен. Атомы (ионы) П. обладают собственным магнитным моментом…

    Модуляция света

    Модуляция света, модуляция колебаний электромагнитного излучения оптического диапазона (видимого света, ультрафиолетового и инфракрасного излучений). При М. с. изменяются амплитуда (и следовательно…

    Циклотронный резонанс

    Циклотронный резонанс, избирательное поглощение электромагнитной энергии носителями заряда в проводниках, помещенных в магнитное поле при частотах, равных или кратных их циклотронной частоте. При Ц. р…

    Электронный парамагнитный резонанс

    Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в сантиметровом или миллиметровом диапазоне длин волн веществами, содержащими парамагнитные частицы. ЭПР -…

    Фазовый переход

    Фазовый переход, фазовое превращение, в широком смысле - переход вещества из одной фазы в другую при изменении внешних условий - температуры, давления, магнитного и электрического полей и т.д.; в…