КОТТО́НА–МУТО́НА ЭФФЕ́КТ

КОТТО́ НА – МУТ О́НА ЭФФЕ́КТ, один из эф­фек­тов маг­ни­то­оп­ти­ки; за­клю­ча­ет­ся в воз­ник­но­ве­нии двой­но­го лу­че­пре­лом­ле­ния в изо­троп­ной сре­де, по­ме­щён­ной во внеш­нее маг­нит­ное по­ле, пер­пен­ди­ку­ляр­ное на­прав­ле­нию рас­про­стра­не­ния све­та. Впер­вые был об­на­ру­жен в кол­лоид­ных рас­тво­рах шотл. фи­зи­ком Дж. Кер­ром (1901), под­роб­но ис­сле­до­ван франц. фи­зи­ка­ми Эме Кот­то­ном и А. Му­то­ном (1907), а в кри­стал­лах – нем. фи­зи­ком В. Фойг­том. По этой при­чи­не в при­ме­не­нии к кри­стал­лич. сис­те­мам К. – М. э. час­то на­зы­ва­ют Фойг­та эф­фек­том. К. – М. э. яв­ля­ет­ся след­ст­ви­ем взаи­мо­дей­ствия маг­нит­но­го по­ля с то­ко­вы­ми сис­те­ма­ми (элек­тро­ны в ато­ме, но­си­те­ли за­ря­да в по­лу­про­вод­ни­ках), оп­ре­де­ляю­щи­ми ис­ход­ные оп­тич. свой­ст­ва ве­ще­ст­ва. К. – М. э. экс­пе­ри­мен­таль­но ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся по воз­ник­но­ве­нию эл­лип­тич­но­сти про­шед­ше­го че­рез сре­ду ли­ней­но по­ля­ри­зо­ван­но­го све­то­во­го пуч­ка с плос­ко­стью по­ля­ри­за­ции, со­став­ляю­щей обыч­но угол 45° с на­прав­ле­ни­ем при­ло­жен­но­го по­ля (см. в ст. Кер­ра эф­фек­ты). Под дей­стви­ем маг­нит­но­го по­ля пер­во­на­чаль­но изо­троп­ная сре­да пре­вра­ща­ет­ся в ани­зотроп­ную, оп­ти­че­ски од­но­ос­ную с раз­ли­чаю­щи­ми­ся по­ка­за­те­ля­ми пре­лом­ле­ния обык­но­вен­но­го и не­обык­но­вен­но­го лу­чей $n_о$ и $n_е$ (см. Кри­стал­ло­оп­ти­ка). В ре­зуль­та­те ор­то­го­наль­ные ком­по­нен­ты век­то­ра на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля све­то­вой вол­ны, про­хо­дя­щей че­рез сре­ду, ис­пы­ты­ва­ют раз­ные фа­зо­вые сдви­ги и, скла­ды­ва­ясь на вы­хо­де из сре­ды, об­ра­зу­ют эл­лип­ти­че­ски по­ля­ри­зо­ван­ный свет, сте­пень эл­лип­тич­но­сти ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ет­ся раз­но­стью на­бе­гов фаз. Знак раз­но­сти фаз не за­ви­сит от на­прав­ле­ния при­ло­жен­но­го маг­нит­но­го по­ля $H$, а оп­ре­де­ля­ет­ся чёт­ны­ми сте­пе­ня­ми на­пря­жён­но­сти по­ля. В боль­шин­ст­ве слу­ча­ев ока­зы­ва­ет­ся воз­мож­ным ог­ра­ни­чить­ся квад­ра­тич­ным по $H$ чле­ном: $\Delta_λ=l(n_е-n_о)/λ=СlH^2$ ($\Deltaλ$ – раз­ность хода лу­чей, вы­ра­жен­ная в дли­нах волн, $l$ – дли­на пу­ти све­та в ве­ще­ст­ве, $λ$ – дли­на све­то­вой вол­ны в ва­куу­ме). Кон­стан­та $C$ на­зы­ва­ет­ся по­сто­ян­ной Кот­то­на – Му­то­на и за­ви­сит от при­ро­ды сре­ды, дли­ны вол­ны из­лу­че­ния и тем­пе­ра­ту­ры.

К. – М. э. тес­но свя­зан с др. маг­ни­то­оп­тич. яв­ле­ния­ми. В ча­ст­но­сти, вме­сте с эф­фек­том маг­нит­но­го ли­ней­но­го ди­хро­из­ма – ин­ду­ци­ро­ван­но­го маг­нит­ным по­лем раз­ли­чия ко­эф. по­гло­ще­ния для двух ли­ней­ных по­ля­ри­за­ций – К. – М. э. мож­но рас­смат­ри­вать как еди­ный эф­фект маг­нит­ной ли­ней­ной ани­зо­тро­пии. Мик­ро­ско­пич. ме­ха­низ­мы воз­ник­но­ве­ния маг­нит­ной ли­ней­ной ани­зо­тро­пии обу­слов­ле­ны или ори­ен­та­ци­он­ным вы­страи­ва­ни­ем мо­ле­кул, об­ла­даю­щих ди­поль­ным маг­нит­ным мо­мен­том, или ани­зо­тро­пи­ей маг­нит­ной по­ля­ри­зуе­мо­сти (при на­ли­чии ори­ен­та­ци­он­ных сте­пе­ней сво­бо­ды) и маг­нит­ной по­ля­ри­за­ци­ей элек­трон­ных обо­ло­чек мо­ле­кул.

К. – М. э. по ве­ли­чи­не обыч­но мал, за ис­клю­че­ни­ем маг­ни­то­упо­ря­до­чен­ных кри­стал­лов, в ко­то­рых он свя­зан с на­маг­ни­чен­но­стью под­ре­шё­ток кри­стал­ла и мо­жет дос­ти­гать чрез­вы­чай­но боль­ших зна­че­ний, а так­же в кон­ден­си­ро­ван­ных па­ра­маг­не­ти­ках вбли­зи ли­ний по­гло­ще­ния при на­ли­чии раз­ре­шён­ной кар­тины зее­ма­нов­ско­го рас­ще­п­ле­ния.

К. – М. э. ис­поль­зу­ют для из­ме­ре­ний ани­зо­тро­пии диа­маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти мо­ле­кул, изу­че­ния струк­ту­ры при­мес­ных цен­тров и маг­нит­ных свойств элек­трон­ных обо­ло­чек.