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| 光磁效应 |
光照射物质后，物质磁性（如磁化率磁晶各向异性、磁滞回线等）发生变化的现象。光磁效应是一种新出现的物理效应,它有可能运用到地质找矿方面。在光的作用下,在非磁性体中会出现磁化强度,磁畴结构的改变以及物质其它磁性的变化,所有这些现象统称为光致磁化效应,简称光磁效应。
简介
在1931年就有光照引起磁化率变化的报道，但直到1967年R.W.蒂尔等人在掺硅的钇铁石榴石 (YIG)中发现红外光照射引起磁晶各向异性变化之后才引起人们的重视。这些效应多与非三价离子的代换有关，这种代换使亚铁磁材料中出现了二价铁离子，光照使电子在二、三价铁离子间转移，从而引起磁性的变化。因此，光磁效应是光感生的磁性变化，也称光感效应。当然这只是一种机制，其他机制的光磁效应在光存储、光检测、光控器件方面的应用还在研究之中。物质的磁性是由它包含的电子引起的,电子就是最小的磁铁,电子的磁矩取决于它的自旋(动量矩),电子磁矩正比于自旋并沿自旋方向定向,大多数元素原子的总磁短等于O,而铁等元素的原子总磁矩不等于0.在磁性物质中原子磁铁之间相互作用,使它们的磁矩沿一定方向排列,这种相互作用称为复相互作用,这随着原子距离的增加而迅速减小。
评价
如果用光直接磁化非磁性物质,那么光必须具有圆偏振特性.按经典定义,光波是相互联系的电场和磁场的振动波,在光波中电或磁场强度失量的端点可以沿一个轴振动(线性偏振,或沿圆周运动,后者相当于相位相差二/2的振动沿两个相互垂直的轴同时进行(圆偏振).从量子力学的角度,光是由光子组成的,像其他粒子一样,它具有能量、冲量和自旋.从这一角度出发,圆偏振光是自旋方向相同的光子流,线性偏振光相当于一半光子朝一个方向自旋,而另一半朝反方向自旋,自然光自旋的方向杂乱无章。如果圆偏振光人射电子系统,当光子被吸收时,它们将自已的动量矩传递给电子,而电子的动量矩(自旋)决定了其磁矩.由于人射光子自旋方向相同,电子吸收光后新产生的磁矩方向也相同,这就是在圆偏振光作用下非磁性物质产生磁化的原因.线性偏振和自然光都不能使非磁性物质磁化。在磁性体中光磁效应更强,对这种物质不但圆偏振光,而且线性偏振光和自然光也能使其磁化强度变大.光的吸收可以激发原子(从量子力学角度是形成激子),激发状态的磁矩与非激发状态不同.汉磁性物质的一个原子在光的作用下进人激发状态、磁矩增加时,为了保持动量矩守恒,其它原子的磁矩必然偏离平均磁矩的方向(即产生磁子).虽然在吸收光子的瞬间磁化强度未变,但随后就会改变.因为激子和磁子的寿命有限(原子会恢复基本状态,而磁矩的偏移会消失)而且不同,设激子的寿命长,那么在磁子消失而激子尚在的一段时间,磁性物质的磁矩便大于原有的磁矩.实际上因为光子的吸收是连续进行的,由于寿命的差别,在每一瞬间激子都多于磁子,所以光会使磁化强度增大.另外,在光的作用下磁畴结构也会改变,而且这种光磁作用在自然光的作用下也会产生,因为光的作用使磁性体结晶的瑕疵数目增加或使其性质改变,而瑕疵能俘获电子,在电子捕(瑕疵)中产生异常磁矩。[1]