MAGNETOOTTICA
MAGNETOOTTICA
. I fenomeni che riguardano l'azione del magnetismo sull'emissione e propagazione della luce formano l'oggetto della magnetoottica. M. Faraday per primo, nella sua incessante ricerca di punti di contatto fra diversi rami della fisica, nel 1845, riuscì a mostrare un'influenza del magnetismo sulla propagazione della luce. Più tardi, sviluppatesi la teoria elettromagnetica della luce, la teoria elettronica di Lorentz, e infine la moderna teoria atomica, si riuscì a dare un'esauriente spiegazione dei molteplici e talora assai complessi fenomeni magnetoottici.
Senza entrare in particolari sulla teoria di ciascuno, diremo solo che l'interpretazione generale si fonda sul fatto che un corpuscolo elettrico (elettrone) in movimento in un campo magnetico è soggetto a una forza
(e carica elettrica, c velocità della luce, v velocità del corpuscolo, H campo magnetico), che ne modifica il movimento. Questa perturbazione ha svariate conseguenze che si manifestano principalmente in un'alterazione delle frequenze proprie del sistema (effetto Zeeman) e secondariamente in molteplici e complessi fenomeni, per una spiegazione adeguata e particolareggiata dei quali occorre la nuova meccanica quantistica, che anzi ha avuto in questo campo alcuni dei suoi più brillanti successi.
I principali fenomeni magnetoottici sono:
1. L'effetto Faraday (1845). Se si manda luce polarizzata rettilineamente in un corpo isotropo trasparente che sia situato in un campo magnetico in modo che le linee di forza siano parallele alla direzione di propagazione della luce, si osserva che il piano di polarizzazione della luce che ha attraversato il corpo ha ruotato attorno alla direzione di propagazione della luce rispetto al piano di polarizzazione della luce incidente.
2. L'effetto Zeeman (1896). Le righe spettrali emesse da un vapore luminoso in un campo magnetico si scindono in un numero variabile di componenti polarizzate. Il tipo di scissione è diverso per le diverse righe e la distanza tra le componenti cresce al crescere del campo magnetico, pur restando sempre assai piccola. Lo stato di polarizzazione delle componenti stesse dipende dall'orientazione relativa della direzione d'osservazione e del campo magnetico (v. zeeman).
3. L'effetto Macaluso-Corbino (1898). Il potere rotatorio di un vapore in un campo magnetico in prossimità di righe di assorbimento è straordinariamente intenso. Questo fenomeno è notevole particolarmente perché collega l'effetto Faraday con l'effetto Zeeman.
4. Birifrangenza magnetica (A. Cotton). Un corpo isotropo posto in un campo magnetico diventa birifrangente e si comporta come un cristallo uniassico con l'asse parallelo alla direzione del campo. Un fenomeno che presenta una certa analogia con l'effetto Cotton fu osservato da Q. Majorana in sospensioni di ferro colloidale. Questi fenomeni, a differenza dei precedenti, sono dovuti sostanzialmente a un orientamento delle molecole o delle particelle in sospensione, sotto l'azione del campo.
Infine la luce polarizzata rettilineamente, propagandosi in corpi ferromagnetici, subisce rotazioni elevatissime del piano di polarizzazione o, riflettendosi su superficie speculari di ferro magnetizzato, altera il suo stato di polarizzazione in modo che dipende dall'angolo d'incidenza, dall'orientazione del campo magnetico, ecc. (v. kerr). Il caso più semplice si ha studiando la riflessione normale di luce polarizzata rettilineamente sopra uno specchio di ferro magnetizzato normalmente alla sua superficie. In questo caso la luce riflessa (ricerche di A. Righi) è polarizzata ellitticamente e l'asse maggiore dell'ellisse è rotato rispetto al piano di polarizzazione della luce incidente. Questo fatto è dovuto al diverso indice di rifrazione e al diverso coefficiente di assorbimento che ha nel ferro magnetizzato la luce polarizzata circolarmente nei due sensi opposti.
Bibl.: P. Zeeman, Researches in Magneto-optics, Londra 1913; Lorentz, Theorie der magnetooptischen Phänomene, Lipsia 1925.