Фарадея эффект
- вращение плоскости (в общем случае эллипса) поляризации эл.-магн. волны при распространении ее в гиротропной среде. Наиболее важным в астрофизике частным случаем гиротропной среды явл. разреженная плазма с магн. полем. В ней для каждого направления и частоты излучения![$\nu$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula0.gif)
![$\Delta\varphi$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula1.gif)
![$\Delta\varphi=(2\pi\nu/c)\int\limits^L_0 \;(n_1-n_2)\;dl$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula2.gif)
![$(\nu_B/\nu)(\sin^2\theta/2\cos\theta)\ll 1$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula3.gif)
![$\nu_B$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula4.gif)
![$\theta$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula5.gif)
![$\chi(рад)={\pi\nu\over c} \int\limits^L_0 \;(n_1-n_2)\;dl={\pi\over c} \int\limits^L_0 \;{\nu_{0e}^2 \nu_B \cos\theta \over {\nu^2-\nu_B^2}}\;dl$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula6.gif)
при
![$\nu\gg\nu_B \quad \chi(рад)={2,36\cdot 10^4 \over {\nu^2}} \int\limits^L_0 \;NB\cos\theta\;dl$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula7.gif)
Здесь
![$\nu_{0e}=(Ne^2/\pi m)^{1/2}$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula8.gif)
![$\nu_{0e}\ll \nu|\nu-\nu_B|$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula9.gif)
![$\nu_B$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula4.gif)
![$\int\limits^L_0 \;(k_1+k_2)\;dl/2\ll 1$](https://images.astronet.ru/pubd/2003/03/31/0001188578/tex/formula10.gif)
Ф.э. особенно важен в радиоастрономии. Так, напр., в межзвездной среде для N=0,1 см3,
Гс
(
=2,8 Гц) и
=0 на пути L=100 пк=3,1
см угол
(
в см), что дает
=73 рад для
=3 м и
=0,73
рад для
=30 см. Измерение на разных длинах волн угла ориентации
эллипса поляризации излучения далекого радиоисточника позволяет определить меру вращения
, т.е. дает информацию о плотности межзвездного
газа, магн. поле и расстояние до источника.
Ф.э. может также возникать при прохождении излучения сквозь плазму в самом источнике.
Напр., в солнечной короне при N=108
см-3, B=10 Гс, =0 на пути L=1010
см угол
, т.е.
для
0,06 см.
Часто Ф.э. приводит к уменьшению степени линейной поляризации излучения (фарадеевская
деполяризация). Напр., если протяженный вдоль луча зрения источник линейно поляризованного
(в одном направлении) излучения находится в плазме с магн. полем, то от разных частей
источника наблюдатель принимает излучение с различно ориентированной (из-за разных
путей
L) поляризацией, что уменьшает поляризацию суммарного излучения. Из-за этого,
в частности, поляризация синхротронного
излучения
в плоскости Галактики наблюдается только в направлениях, перпендикулярных магн. полю,
где Ф.э. мал. Фарадеевская деполяризация возникает также вследствие конечной ширины
полосы
частот приемной аппаратуры, когда изменение
в этой полосе не мало:
(
- рабочая частота).
В оптически толстой плазме (т.е. при )
Ф.э. существен, если
на средней длине волне пробега фотона, т.е.
при
. Если в плазме возникают
фотоны, поляризация к-рых не совпадает с поляризацией НВ (напр., при синхротронном
излучении релятивистских электронов или при томсоновском
рассеянии), то при
происходит деполяризация
(нарушается фазовая связь между НВ) из-за хаотич. распределения излучающих или рассеивающих
частиц; при
тзлучение распространяется в плазме и выходит
из нее в виде некогерентной смеси НВ. В частности, при
магн.
поле уменьшает линейную поляризацию для длин волн
см, где
. Для
Гс
попадает в оптич. диапазон, а для
Гс - в рентгеновский. Т.о., измерение спектра
линейной поляризации оптич. и рентг. источников позволяет определять магн. поле в
излучающей
области.
Лит.:
Железняков В.В., Электромагнитные волны в космической плазме, М., 1977; Долгинов
А.З., Гнедин Ю.Н., Силантьев Н.А., Распространение и поляризация излучения в космической
среде,
М., 1979.
(Г.Г. Павлов)
Публикации с ключевыми словами:
эффект Фарадея
Публикации со словами: эффект Фарадея |
![]() |
См. также:
|