水基Fe3O4铁磁流体法拉第效应的互易性：与磁光玻璃的对比研究

摘要

研究了铁磁流体法拉第旋转角与外加磁场方向的关系，发现磁场方向的逆转不会引起旋转角方向的变化，这与磁光玻璃法拉第效应的非互易性不同。研究了方向恒定磁场和交变磁场作用下水基Fe3O4铁磁流体的法拉第旋转角，表明外加磁场强度小于铁磁流体的磁化饱和强度时，磁场方向与偏振光传播的方向一致还是相反不影响铁磁流体法拉第旋转角大小与磁场强度之间的线性关系。电磁理论分析表明，铁磁流体法拉第效应具有互易性的本质原因在于介电张量的非对角项具有反对称性，纳米磁性颗粒在外加磁场作用下其磁化矢量具有较小的弛豫时间，能够在极短时间内跟随外加磁场的逆转而发生定向磁化。该研究结果与“人工磁光材料均具有非互易性”的传统认识不同，有助于对铁磁流体磁致磁光效应的理解和应用。