Двойное лучепреломление света в изотропном веществе, помещенном в поперечное магнитное поле (перпендикулярное световому лучу). Впервые обнаружено в коллоидных растворах Дж.
Керром
и (независимо от него) итальянским физиком К. Майораной в 1901. Подробно исследовано Эме Коттоном (Aime Cotton) и А. Мутоном (Н. Mouton) B 1907. Для наблюдения К.- М. э. через образец прозрачного изотропного вещества, помещенный между полюсами сильного электромагнита, пропускают монохроматический свет, линейно поляризованный в плоскости, составляющей с направлением магнитного поля угол в 45°. В магнитном поле вещество становится оптически анизотропным (его оптическая ось параллельна магнитному полю
Н)
, а проходящий свет превращается в эллиптически поляризованный, т. к. он распространяется в веществе в виде 2 волн - обыкновенной и необыкновенной, имеющих разные фазовые скорости. Разность показателей преломления обыкновенного
n0 и необыкновенного
ne лучей, называемая величиной двойного лучепреломления, равна:
ne - no = CH2λ
где
Н - напряжённость магнитного поля,
С - зависящая от вещества константа, называемая постоянной
Коттона-
Мутона, λ - длина волны света. Величина
С обратно пропорциональна абсолютной температуре
Т и, как правило, очень мала. Аномально большие значения
С обнаружены в жидких кристаллах (См.
Жидкие кристаллы) и в коллоидных растворах (от 10
-8 до 10
-10). В газах, вследствие малости эффекта, величина
ne - no надёжно ещё не измерена.
Значения постоянной Коттона-Мутона для некоторых жидкостей при λ = 546 нм и Т = 18 oC
--------------------------------------------------------------
| Жидкость | С․1013см1гс-2 |
|------------------------------------------------------------|
| Бензол | 6,8-7,1 |
|------------------------------------------------------------|
| Толуол | 6,7-7,3 |
|------------------------------------------------------------|
| Хлорбензол | 8,9 |
|------------------------------------------------------------|
| Нитробензол | 25-30 |
|------------------------------------------------------------|
| Ацетон | 0,5 |
--------------------------------------------------------------
К.- М. э. относится к группе магнитооптических явлений, к которой принадлежат также
Зеемана эффект и
Фарадея эффект. Теория К.- М. э. аналогична теории
Керра эффекта
. Вещество в магнитном поле становится анизотропным вследствие упорядоченной ориентации в магнитном поле поляризующихся молекул или их агрегатов. Исследования К.- М. э. позволяют получить информацию о структуре молекул, образовании межмолекулярных агрегатов и подвижности молекул.
Лит.: Борн М., Оптика, пер. с нем., Хар., 1937; Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М.- Л., 1951.
В. А. Замков.
