Magnetooptik 



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disch variabelen Feld der Endpunkt dieser 

 Strecke eine geschlossene Kurve beschreiben. 

 Diese Kurve liegt jederzeit in der Ebene 

 normal zu der Verbindungslmie pq == 1 uncl 

 ist geometrisch ahnlich der Projektion der 

 Balm des Elektron auf diese Ebene (Fig. 1). 

 Ihre absolute GroBe nimmt mit wachsender 

 Entfernung indirekt proportional mit die- 

 ser ab. 



Diese Regel ist fur unten zu ziehende 

 Folgerungen tiber Emissionseffekte wichtig. 



Fig. 1. 



In den Lichtquellen wirken nun je eine 

 groBe Anzahl von Elektronen zusammen, 

 die unabhangig voneinander angeregt wor- 

 den, und die a usgesandte Schwingung 

 ist, als Superposition aller der Einzel- 

 emissionen , im allgemeinen unregelmaBig, 

 wechselt namlich Form und Orientierung j 

 der Schwingungsellipse sehr oft und regel- j 

 los, behalt aber die fur die Farbe charak- 

 teristische Schwingungsfrequenz bei. Man 

 bezeichnet eine solche Strahlung als n a t ii r - 

 1 i c h e s Licht. 



Durch eine Reihe von Hilfsmitteln (Re- 

 flexion, Doppelbrechung) kann man be- 

 kanntlich aus einem solchen Schwingungs- i 

 system Schwingungen absondern, die gerad- 

 linig nur nach einer Richtung hin statt- 

 f inden. Dies so gewonnene linear p o 1 a - 

 risierte Licht wird entweder durch seine 

 (zur Fortpflanzungsrichtung transversale) 

 elektrische Schwingungs- oder die dazu 

 normale 

 charakterisiert. 



Man hat Mitt el, ausi linear gemschtem 

 Licht solches mit beliebigen elliptischen, im 

 Grenzfall zirkularen Schwingungen herzu- 

 stellen. Die Mittel zur Herstellung dieser 

 verschiedenen Polarisationszustande dienen 

 umgekehrt auch dazu, dieselben zu e r - 

 kennen. Wir kbnnen also bei einem 

 elliptisch polarisierten Lichtstrahl durch Be- 1 

 obachtung feststellen, welches das Verhalt- 

 nis und welches die Orientierung der Achsen 

 der Schwingungsellipse ist, auch in 

 welchem Sinne dieselbe umlaufen wird. 

 Die Fragestellung vereinfacht sich in 

 den extremen Fallen geradliniger oder 

 zirkularer Schwingung. Ein Drehungs- 

 sinn wird in der Optik der Regel nach von 

 derjenigen Richtung aus beurteilt und charak- 

 terisiert, nach welcher hin das Licht 

 fortschreitet, und eine Drehung, die hierbei 

 dem Uhrzeiger entgegenlauft, als 

 p o s i t i v bezeichnet. - 



sgenannte 



Polarisationsrichtung 



Wie schon im Eingang gesagt, sind ma- 

 gnetooptische Effektc sowohl bei dem Vorgang 

 tier Emission des Lichtes - - d. h. bei Ein- 

 wirkung des Magnetfeldes auf eine Licht- 

 quelle - als bei Absorption resp. Fort- 

 pflanzung des Lichtes - - d. h. bei Einwir- 

 kung des Feldes auf einen durchstrahlten 

 Kb'rper beobachtet. Die iiltesten Beobach- 

 tungen bezogen sich auf den letzteren Fall; 

 Faraday entdeckte 1845 die Drehung der 

 Polarisationsebene, welche ein Lichtstrahl 

 erleidet, der einen im Magnetfeld befindlichen 

 Kb'rper parallel den Kraftlinien durchsetzt, 

 Kerr 1875 die eigentiimlichen Polarisations- 

 wirkungen der Reflexion des Lichtes an stark 

 magnetischen Spiegeln. Aber diese an sich 

 merkwurdigen Wahrnehmungen erwiesen 

 sich nicht allgem einer fruchtbar. Ihre 

 groBe Bedeutung fiir die gesamte Optik 

 erhielt die Magnetooptik erst durch die Ent- 

 deckung eines Emissionseffektes (Zeeman 

 1896/7), der dann auch die Veranlassung zur 

 Auffindung weiterer Absorptionseffekte ge- 

 worden ist. 



2. Magnetooptische Emissionseffekte. 

 Der magnetooptische Emissionseffekt, nach 

 dem bereits Faraday gesucht hatte und der 

 jetzt nach seinem Entdecker kurz der (direkte) 

 Zeeman-Effekt genannt wird, besteht 

 in einer Zerlegung der hellen Linien, 

 welche die Spektren gewisser leuch- 

 tender Kbrper aufweisen, durch ein 

 auf den betreffenden Korper ausge- 

 iibtes Magnetfeld, wo,bei sich ge- 

 wisse Polarisationserscheinungen ein- 

 stellen. 



Die einfachste (normale) Form des Zee- 

 man-Effektes ist die, daB bei Beobachtung 

 langs der Kraftlinien des Feldes (longitudinal) 

 die einfache Spektrallinie zerlegt erscheint in 

 zwei Komponenten, beiderseitig der ur- 

 sprtinglichen Linie in gleichen und mit dem 

 Feld proportional wachsenden Abstanden 

 gelegen, und zirkulare Schwingungen von 

 entgegengesetzten Rotationsrichtungen auf- 

 weisend, Bei Beobachtung normal zu den 

 Kraftlinien (transversal) findet eine Zerlegung 

 in drei Komponenten statt, von denen die 

 mittlere die urspriingliche Lage bewahrt und 

 Schwingungen parallel zu den Kraftlinien 

 enthalt; die Aufienkomponenten stimmen 

 der Lage nach mit den beim longitudinalen 

 Effekt auftretenden iiberein, weisen aber 

 lineare Schwingungen normal zu den Kraft- 

 linien auf. 



Jede Veranderung der Emission einer 

 Licht quelle ist nach dem oben Bemerkten 

 als eine Beeinflussung der Eigenschwingungen 

 von Elektronen durch das Magnetfeld aufzu- 

 fassen. Um den Zeeman-Effekt in seiner 

 einfachsten Form zu verstehen, hat man 

 zweierlei zu beachten. 



aa) Zerlegung von Schwingungen. 



