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Magnetooptik 



Magnetooptik. 



1. Vorbemerkungen: a) Magnetf elder ; b) Licht- 

 emission und Lichtfortpflanzung. 2. Ma- 

 gnetooptische Emissionseft'ekte: a) Zerlegung 

 von Sctiwingungen; b) Wirkung eines Ma- 

 gnetfelcles auf ein Elektron; c) Der nor- 

 male Zeeman-Effekt; d) Folgerungen; e) Anor- 

 male Intensitaten ; f) Kpmpliziertere Zerle- 

 gungen. 3. Magnetooptische Absorptions - 

 effekte: a) Elektronentheorie der Absorption 

 und Dispersion; b) Gewohnliche und zirkulare 

 Doppelbrechung; c) Magnetische Zerlegung 

 von Absorptionslinien; d) Riickschliisse von den 

 Effekten der Absorption auf die der Emission; 

 e) Die Dissymmetrie der Triplets; f) Zirkulare 

 magnetische Doppelbrechung; g) Die magnetische 

 Drehung der Polarisationsebene; h) Magnetische 

 lineare Doppelbrechung; i) Doppelbrechung dutch 

 sekundare Umstande; k) Magnetooptische Effekte 

 in gegen das Magnetf eld geneigten Richtungen; 

 1) Magnetische Drehung der Polarisationsebene 

 in Kristallen; m) Zeeman-EffektebeiKristallen; 

 n) Magnetooptische Wirkungen bei notmalet 

 Reflexion; o) Effekte bei schiefer Reflexion. 



i. Vorbemerkungen. ia) Magnet- 

 f el der. Unter dem Nam en Magnetooptik 

 wird die Gesamtheit der optischen Erschei- 

 nungen (oder der Veranderungen optischer 

 Erscheinungen) verstanden, welche bei Ein- 

 wirkung eines magnetischen Felcles auf Licht 

 aussendende oder fortpflanzende Korper 

 eintreten. Um dieselben zu beobachten, hat 

 man also die bezeichneten Korper im 

 ersten Falle eine geeignete Lichtquelle, im 

 letzteren eine mehr oder weniger durchsich- 

 tige Substanz - - entweder zwischen die Pole 

 eines Magneten - - am besten eines Elektro- 

 magneten oder in den Hohlraum einer 

 von einem elektrischen Strom durchflos- 

 senen Rolle zu bringen. 



In dem einen, wie in dem anderen Falle 

 wird der Korper dann, wie man sich an- 

 schaulich ausdriickt, von magnetischer Kraft 

 durchstromt oder von magnetischen Kraft- 

 linien durchsetzt. Die Richtung der (posi- 

 tiven) Kraft oder Kraftstromung verlauft 

 zwischen den Polen eines Hufeisenm ague- 

 ten (welche Form bekanntlich auch bei 

 Elektromagneten bevorzugt wird) nahezn 

 geradlinig vom positiven oder Nordpol zum 

 negativen oder Siidpol; bei einer strom- 

 durchflossenen Rolle geht sie axial und 

 tritt auf derjenigen Seite in die Rolle hinein, 

 von welcher gesehen die positive elektrische 

 Strb'mung die Achse im Sinne des Uhrzeigers 

 umkreist. 



Die Richtungen, in denen hauptsachlich 

 magnetooptische Effekte beobachtet werden; 

 sind diejenigen parallel oder normal zur 

 Kraftstromung des Feldes. Fur erst ere 

 Beobachtungen miissen die Polschuhe des 

 Elektromagneten durchbohrt sein, wahrend 

 Drahtrollen diese Richtung von vornherein 

 freigeben. 



Die Starke eines magnetischen Feldes 

 wird in ,,GauB" gemessen. Um von der 

 durch ,,ein GauB" bezeichneten Feldstarke 

 eine Vorstellung zu geben, sei bemerkt, 

 daB ein Strom von 10 Ampere, der einen 

 Kreisring von 1 cm Radius durchflieBt, in 

 dessen Mittelpunkt ein Feld von 2yr = 6,28 

 GauB bewirkt. In Drahtrollen kanu man 

 das Feld nur selten liber 2000 GauB steigern; 

 zwischen Spitzpolen der machtigsten Elektro- 

 magneten - - also in sehr kleinen Bereichen 

 -'kann man 40000 bis 50000 GauB er- 

 zielen. 



ib) Lichtemission und Lichtfort- 

 pflanzung. Eine erlauternde Schilderung 

 der magnetooptischen Effekte muB an die 

 modernen Vorstellungen liber das Wesen 

 der Lichterregung und -fortpflanzung an- 

 knupfen. Nach diesen Vorstellungen befin- 

 den sich in den Moleklilen der ponderabeln 

 Korper elektrische Elementarteile von auBer- 

 ster Kleinheit, Elektronen, die nach Gleich- 

 gewichtslagen innerhalb derselben hinstre- 

 ben. Die Kraft, welche die Elektronen nach 

 den Gleichgewichtslagen hinzieht, ist zur 

 Erklarung der Beobachtungen als der Ent- 

 f ernung (r) von derselben proportional anzu- 

 nehinen, also in der Form Kranzusetzen; man 

 nennt diese Kraft, da sie gewisse Analogien zu 

 elastischen Wirknngen hat, quasielastisch. 

 Ihr Gesetz laBt sich aus der Erfahrungs- 

 tatsache schlieBen, daB dasselbe Elektron 

 (auBerhalb des Magnetfeldes) bei ganz be- 

 liebiger Erregung immer dies el be Um- 

 laufsdauer T, resp. dieselbe Frequenz v = 

 2yr/T besitzt, namlich immer dieselbe Farbe 

 aussendet; denn nur die Form Kr ist hiermit 

 vertraglich. Der Wert der Schwingungsfre- 

 quenz v folgt dabei aus der Beziehung i 2 = 

 K/m, wenn m die trage Masse des Elektron 

 bezeichnet (vgl. den Artikel ,,Schwingende 

 Bewegung"). Die allgemeinste Gestalt der 

 Balm eines derart gebundenen Elektron ist 

 eine (ebene) Ellipse; ihre Form, GroBe und 

 I Orientierung hangt dabei von der Art der 

 Erregung der Bewegung ab, welche letztere 

 je nach Umstanden thermisch, chemisch oder 

 elektrisch sein kann. 



Die Bewegung des Elektron gibt Veran- 

 lassung zur Aussendung elektrischer 

 Schwingungen. Wir verstehen darunter, 

 daB in der Umgebung des bewegten Elektron 

 ein elektrisches Feld von periodisch wech- 

 selnder Grb'Be und Richtung entsteht, das 

 gesetzmaBig mit der Bewegung des Elektron 

 verbunden ist. Um diese Beziehung einfachst 

 auszusprecl),en, denkt man sich die Feld- 

 starke an einer beliebigen Stelle q in der 

 Nahe der Gleichgewichtslage p des Elektron 

 durch eine Strecke mit dem Endpunkt in q 

 reprasentiert, derart, daB Richtung und 

 GroBe der Strecke Richtung und GroBe des 

 Feldes angibt. Dann wird bei einem perio- 



