II BOB. Qutblanish tekisligining magnit maydon ta’sirida aylanishi. Optik noaktiv moddalar magnit maydoni ta’sirida qutblanish tekisligini aylantirish xususiyatini O’zida hosil qiladi. Bu hodisa 1846 yilda Faradey tomonidan kashf qilingani uchun, uni ba’zan Faradey effekti deb ham ataydilar.Uning bu kashfiyotining fizika tarixidagi ahamiyati benihoyat katta. Bu hodisa optik va elektromagnitik protsesslar orasidagi bog’lanish ko’ringan birinchi hodisa edi. Faradey o’z kashfiyotining ahamiyatini xarakterlab kelib: “Men yorug’lik nurini magnitlay va elektrlay oldim, magnit kuch chizig`ini yorita oldim”, - degan. Ammo bu ibora anglashilmovchilikka sabab bo`lmasligi kerak: kuzatilayotgan hodisa magnit maydoni bilan yorug’lik to’lqini maydonining bevosita o’zaro ta’sirining natijasi emas, magnit maydoni o’sha maydonga qo’yilgan moddaga qutblanish tekisligini aylantiradigan qobiliyat berib, shu moddaning xossalarinigina o’zgartiradi. Bu hodisa faqat yorug‘lik magnig maydoni yo‘nalishi bo‘yicha (aniqrog‘i magnitlanish yo‘nalishi bo‘yicha) tarqalayotgandagina kuzatiladi. SHu sababli, Faradey effektini kuzatish uchun elektromagnitning qutbiy uchliklarida teshiklar teshib, o‘sha teshiklar orqali yorug‘lik nuri o‘tkaziladi. Tekshirilayotgan modda elektromagnitning qutblari orasiga joylashtiriladi.
11-rasm
Bu xodisaninig miqdoriy qonunlarini Faradey topgan bo’lib uni bir qator jisimlarda Verde to’liqroq tekshirgan: qutblanish tekisligining φ burilish burchagi yorug`likning moddadagi yo`linig l uzunligiga magnit maydonining H kuchlanganligiga proporsionaldir.
(8)
bu erda koeffitsient Verde doimiysi yoki solishtirma magnitaviy aylanish deb ataladi. Bu doimiysi xuddi aylanish doimiysi kabi, to‘lqin uzunligiga bog‘liqdir.
12-rasm
ρ ning qiymatlari uncha katta emas. Uglerod sulfid CS2 va ba`zi nav shishalarda ρ ning qiymati qiyosan katta bo`ladi; agar l santimetr hisobida, H Ersted hisobida ifodalangan bo`lsa, CS2 da natriy sariq D-chizig`i uchun ρ=0`,042. Og`ir filintda ρ=0`,06 bo`ladi. Ko`p jismlarda ρ yanada kichik. 0`,01. Gazlarning burish qobiliyati yanada kichik.
Magnit maydoni ta`sirida hamma jismlar qutblanish tekisligini juda oz darajada bo`lsada aylantiradi, degan fikrga shubhalanishga asos yo`q. Ferromagnit metallarning juda yupqa shaffof qatlamlarida qutblanish tekisligi nihoyatda ko`p burilgani kuzatiladi. Magnit maydoni 10000 Э bo`lgan holda qalinligi 0.1 mkm bo`lgan temir qatlami 2° ga buradi. Agar Verde qonunini tadbiq etish mumkin bo`lsa, u holda bu ma`lumotlardan temirning ρ doimiysi 20°ga teng bo`lib chiqar edi. Biroq haqiqatda esa ferromagnit materiallarda qutblanish tekisligining aylanishi maydonning kuchlanganligiga emas, balki magnitlanganlikka proporsional ravishda ortadi.
Aylantirish yo`nalishi magnit maydoni bo`ylab qarab turgan kuzatuvchiga nisbatan shartli ravishda hisob qilinadi. G`oyat ko`p moddalarda qutblanish tekisligi o`ng tomonga, ya’ni elektromagnitning o`ramlari o`raglan tomonga aylanadi. Bunday moddalar musbat moddalar deb ataladi. Biroq teskari tomonga aylantiruvchi moddalar ham bo`1adi, bunday moddalar manfiy moddalar deb ataladi. Hamma manfiy moddalar paramagnit atomlarga ega bo`ladi. Biroq ko`pchilik paramagnit jismlar va hamma diamagnit jismlar qutblanish tekisligini musbat yo`nalishda (o`ng tomonga) aylantiradi.
Aylanishning yo‘nalishi magnit maydonining yo‘nalishiga nisbatan aniqlanadi. Musbat moddalar uchun maydon yo‘nalishi va aylanish yo‘nalishi ung vint sistemasini hosil qiladi, manfiymoddalar uchun esa, chap vint sistemasini hosil qiladi. Aylanishning ishorasi nurning yo‘nalishiga bog‘liq emas. Binobarin, agar nurni ko‘zgudan qaytarib, uni magnitlangan modda orqali yana bir marta qarama-qarshi yo‘nalishda o‘tishga majbur etilsa, qutblanish tekisligining aylanishi ikki barobar ko‘payadi.
Har bir jismning aylantirish yo`nalishi magnit maydonining yo`nalishiga bog`liq bo`lib, yorug`likning tarqalish yo`nalishiga bog`liq bo`lmaydi. Qutblanish tekisligning tabiiy aylanishida esa bizning yorug`lik dastasi bo`ylab yoki unga qarshi qarashimizga bog`liq ravishda aylantirish yo`nalishi har-xil bo`lar edi. Tabiiy aylantirishda hodisani yuzaga keltiradigan asosiy sabab yorug`lik to`lqini maydonining ta`siri edi. Shuning uchun manzaraning simmetriyasi uning E va H vektorlarinig joylashishiga, ya’ni yorug`lik yo`nalishiga bog`liq. Qutblanish tekisligi magnit maydoni ta`sirida aylanganda asosiy sabab tashqi magnit maydonining ta’siri bo`ladi. Shuning uchun aylantirish yo`nalishi tashqi magnit maydonining yo`nalishi bilan aniqlanib, yorug`likning yo`nalishiga bog`liq bo`lmaydi.
Qutblanish tekisligini aylantirish yo`nalishining yorug`lik yo`nalishiga bog`liq emas ekanligi Faradeyga effektni kuchaytiradigan o`tkir yo`l ishlatishga imkon yaratib berdi. Magnitning qutblari orasidagi masofaning tayinli qiymatida yorug`likning moddadagi yo`lining d uzunligining ortishi uchun yorug`lik ko`p marta qaytariladi. Buning uchun namunaning ichki yuzalariga (yorug`lik kiradigan va chiqadigan joylaridan tashqari) kumush yalatiladi. Qutblanish tekisligining magnit maydoni ta’sirida aylantirilishi tabiiy holdagi aylantirilish kabi to`lqin uzunligiga bog`liq bo`lib, temperaturaga qarab birmuncha o`zgaradi. Verde domiysining to`lqin uzunligiga bog`lanishini taxminan Bio qonuniga o`xshagan qonun bilan aniqlash mumkin:
(9)
Faradey hodisasi Zeeman effektiga bevosita bog`liqdir.
Qutblanish tekisligining magnit maydon ta’sirida aylanishiga magnit maydon ta’sirida elektronlar orbitalarida vujudga keladigan pretsessiya sabab bo‘ladi. Elektronlar pretsessiyasi natijasida turli yo‘nalishlarda doiraviy qutblangan to‘lqinlarning tezliklari bir xil bo‘lmay koladi. Bu hol qutblanish tekisligining aylanishiga olib keladi.
