Фарадея эффект - один из эффектов магнитооптики, заключающийся во вращении плоскости поляризации линейно поляризованного света, распространяющегося в веществе вдоль постоянного магнитного поля, в котором находится это вещество (рис.1). Открыт М. Фарадеем (М. Faraday) в 1845 и явился первым доказательством прямой связи оптических и электромагнитных явлений.

Объяснение эффекта Фарадея заключается в том, что в общем случае намагниченное вещество нельзя охарактеризовать одним показателем преломления n. Под действием магнитного поля показатели преломления n₊ и n_- для циркулярно право- и левополяризованного света становятся различными. Вследствие этого, при прохождении через среду вдоль магнитного поля, право- и левополяризованные составляющие линейно поляризованного излучения распространяются с разными фазовыми скоростями, приобретая разность хода, линейно зависящую от оптической длины пути. В результате, плоскость поляризации линейно поляризованного монохроматического света с длиной волны λ,  прошедшего в среде путь l, поворачивается на угол θ

θ = πl(n₊-n_-)/λ.

В области не очень сильных магнитных полей разность (n₊-n_-) линейно зависит от напряжённости магнитного поля H и в общем виде угол фарадеевского вращения описывается соотношением

θ = VHl,

где константа V зависит от свойств вещества, длины волны излучения и температуры и называется постоянной Верде.

Эффект Фарадея по своей природе тесно связан с эффектом Зеемана, обусловленным расщеплением уровней энергии атомов и молекул магнитным полем. При продольном относительно магнитного поля наблюдении спектральные компоненты зеемановского расщепления оказываются циркулярно поляризованными. Соответствующую циркулярную анизотропию обнаруживает и спектральный ход показателя преломления в области зеемановских переходов. Таким образом, в наиболее простом виде эффект Фарадея является следствием зеемановского расщепления кривых дисперсии показателя преломления для двух циркулярных поляризаций.

В эффекте ярко проявляется специфический характер вектора напряжённости магнитного поля Н. Знак угла поворота плоскости поляризации при эффекте Фарадея в отличие от естественной оптической активности не зависит от направления распространения света (по полю или против поля). Поэтому многократное прохождение света через среду, помещённую в магнитное поле, приводит к возрастанию угла поворота плоскости поляризации в соответствующее число раз. Эта особенность эффекта нашла применение при конструировании невзаимных оптических и радиомикроволновых устройств. Эффект Фарадея широко используется в научных исследованиях.

Эффект Фарадея широко используется в научных целях.

Эффект приобрел большое значение для физики полупроводников при измерениях эффективной массы носителей заряда. Хотя угол поворота направления поляризации мал, но благодаря высокой чувствительности экспериментальных методов измерения состояния поляризации эффект Фарадея лежит в основе совершенных оптических методов определения атомных констант.

Эффект очень полезен при исследованиях степени однородности полупроводниковых пластин, имеющих целью отбраковку дефектных пластин. Для этого проводится сканирование по пластине узким лучом-зондом от инфракрасного лазера. Те места пластины, в которых показатель преломления, а следовательно, и плотность носителей заряда, отклоняются от заданных, будут выявляться по сигналам фотоприемника, регистрирующего мощность прошедшего через пластину излучения.

Эффект лежит в основе принципов построения оптических невзаимных элементов (рис.1), амплитудных и фазовых. В простейшем случае оптика невзаимного элемента (ячейки Фарадея) состоит из пластинки специального магнитооптического стекла, содержащего редкоземельные элементы, и двух пленочных поляризаторов (поляроидов). Плоскости пропускания поляризаторов ориентированы под углом 45^о друг к другу. Магнитное поле создается постоянным магнитом и подбирается так, чтобы поворот плоскости поляризации стеклом составлял 45^о.

Эффект Фарадея можно использовать для магнитооптических запоминающих устройств, в которых желательно иметь материал с цилиндрическими или пузырьковыми магнитными доменами, где каждый из доменов представляет из себя ячейку памяти, так как его намагниченность и соответственно оптическая плотность может изменять знак на противоположный за счет локального воздействия, например лазерного. Значение эффекта Фарадея (максимальные значения до ~1,5*104 град/см) зависит от длины волны света и уменьшается с ее увеличением, с другой стороны ферриты имеют окно прозрачности в ИК-области спектра. Для достижения приемлемого сочетания светопропускания и глубины модуляции (отношения интенсивности модулированного сигнала к первоначальной) необходимо находить компромисс между этими параметрами, что несколько ограничивает область использования магнитооптических устройств.

Эффект Фарадея можно использовать для разведения частот в кольцевом лазере. Ячейка Фарадея обычно состоит из пластинки изготовленной из оптически-активной среды и двух четвертьволновых пластинок, ориентированных под прямым углом друг к другу (рис.1). Линейно-поляризованный свет, генерируемый в кольцевом лазере, после прохождения ориентированной определенным образом пластинки приобретает круговую поляризацию. Поэтому впространстве между этими пластинками навстречу друг другу распространяются две волны, поляризованные по кругу в противоположные стороны. Показатели преломления вещества ячейки для волн различной круговой поляризации немного различаются, что приводит к сдвигу частот.