等离子体的法拉第旋转的直观理解
等离子体的法拉第旋转的直观理解
现象: 线偏振光经过有平行磁场的等离子之后, 偏振方向发生了旋转. RM=n_e B
公式在一般等离子体书, 辐射机制书上都有, 比如Rybicki Lightman的书
不过没有比较直观的理解.
前几天和恩平讨论, 他提出的一种理解: 把线偏振光分成左旋和右旋偏振光, 比如以右旋为例, 电子在这种圆偏振光(顺时针转动的电场)作用下就要进行圆周运动(就像一根绳子拴着小球的转动). 但还有一个磁场, 使得电子受到了额外的向心力(或者是离心力, 根据是左旋还是右旋偏振光), 导致对应到的电子的圆周运动的半径不同, 也就意味着对光的响应不同, 对应着光的传播速度不同.
速度不同导致的结果就是等它们穿过介质后, 左旋和右旋偏振光重新合成的时候, 合成的线偏振光的偏振方向变了, 这就是法拉第旋转.
然后我又想了一个更简单的理解: 就是线偏振光, 不考虑外加磁场的时候, 电子就在线偏振方向振动(相应的也有对光速的减慢效应, 就是DM所干的事情), 加了磁场之后, 电子就额外受了一个垂直这个方向的洛伦兹力, 和电场力合成的方向就偏离原来电场力的方向了. 因此电子在另外一个方向振动, 它产出的交变电场(也是电磁波)和原来的一合成, 就使得离开这个电子的总的电场方向发生了偏转.
