Zjawisko Cottona-Moutona

Zjawisko Cottona-Moutona – jedno ze zjawisk magnetooptycznych polegające na indukowaniu dwójłomności w izotropowej cieczy umieszczonej w polu magnetycznym. Zjawisko to zaobserwowali jako pierwsi w 1907 Aimé Cotton i Henri Mouton.

Efekt ten jest podobny do efektu Kerra, z tym, że efekt Kerra wywołany jest poprzecznym polem elektrycznym.

Zjawisko zachodzi dla takich cieczy jak

• dwusiarczek węgla
• nitrobenzen

Zależność między indukcją magnetyczną a stopniem dwójłomności

Miarą dwójłomności jest różnica między współczynnikiem załamania dla światła biegnącego równoległe do pola magnetycznego do współczynnikiem załamania dla światła biegnącego prostopadle do tego pola $\Delta n \,$. Różnica te jest proporcjonalna do kwadratu indukcji magnetycznej B i długości tego światła w próżni λ zgodnie z równaniem

$\Delta n=CB^2\lambda \,$

gdzie C jest stałą zależną od rodzaju materiału.

Mechanizm zjawiska

Cząsteczki cieczy pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego zostają częściowo zorientowane. Orientacja cząsteczek wprowadza do cieczy anizotropię. Światło biegnące w cieczy prostopadle do kierunku indukcji magnetycznej ulega na skutek tej anizotropii podwójnemu załamaniu. Wzrost temperatury zaburza orientację cząsteczek prowadząc do zwiększenia chaotyczności ich ustawienia. Dlatego zjawisko Cottona-Moutona szybko zanika wraz ze wzrostem temperatury.

Bibliografia

1. Jurgen R. Meyer-Arendt: Wstęp do optyki. Wyd. 1. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1977. 
2. Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. Fizyka, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1991, wyd.3, ISBN 83-204-1192-0