眼镜蛇机动，图片源于网络
“法拉第旋转”（Faraday rotation）听着像个特技的名字，让人以为就跟“托马斯回旋”、“眼镜蛇机动”一样，但这其实是个物理学中的术语。法拉第旋转描述的是线偏振光在磁场的影响下其偏振面发生旋转的现象（称为旋光），最早由法拉第发现。
Michal Faraday，图片源于网络
光线在很多情况下都会发生偏振面的旋转。在本号的其它推文中介绍过石英晶体的电学特性，除此之外，石英晶体还具有奇特的光学特性。
当一束线偏振光穿过一个石英晶体切割出的晶片后，可以观察到线偏振光的偏振方向发生了变化，也就是石英使光线发生了旋光现象。而且不同波长的光旋转的角度也不一样，所以当一束复色线偏振光穿过石英晶体后，会发生色散（不同颜色的光分开，称为旋光色散）。
要观察到旋光现象不一定非得找个石英，日常生活中吃的糖的水溶液也具有旋光特性。如果读者朋友们做过大学物理实验，那一定记得“量糖术”这个实验，通过测量旋光的角度来测量糖溶液中糖的浓度。除了糖，一些有机物（特别是药物）都具有旋光性，所以“量糖术”在化学、制药等行业有广泛的应用（参考《光学》赵凯华 第七章）。
说回法拉第旋转，当然可以在实验室中制造一个磁场来观察法拉第旋转，但是我们平常在日常生活中几乎每天都能接触到被法拉第旋转效应影响了的光线！那就是星光，只是生活中察觉不到旋光效应对星光的影响而已。
几乎所有星星发出的光线在到达我们之前，在星际空间中传播时都经过了等离子体组成的星际介质，星际介质中天然就有磁场，所以当然会使星光的偏振发生偏转，由Maxwell电动力学可以给出星光旋转的角度（高斯单位制）
其中e是电子电量、m_e是电子质量、ω是光的角频率、d是光穿过有磁场区域的路径长度、n_e是星际介质中的电子数密度、B∥是沿光线传播方向的磁场强度。
在脉冲星（中子星）的观测中，法拉第旋转是一个需要考虑的传播效应，在脉冲星的观测参数中有一个"RM"（Rotation measure），它与上式的关系是Δθ=c²·RM/f²，f是电磁波频率。
在ATNF（Australia Telescope National Facility）脉冲星数据库中查询的某些脉冲星的RM值
作者现在的科研工作也涉及一种“旋光效应”，有一种类轴子暗物质模型，理论上可以使光的偏振面发生旋转，现在准备通过分析射电望远镜的观测数据来探测这种效应。
希望能看到这种“旋光”，而且希望少看见北京（雾霾导致的）的“炫光”。
周末愉快！
本文完。
