HANLE EFFET

Phénomène de dépolarisation de la lumière de résonance d'une vapeur atomique, sous l'action d'un faible champ magnétique. Il a été observé et caractérisé par le physicien allemand W. Hanle en 1924.

On sait que le phénomène de résonance optique consiste à irradier les atomes d'une vapeur avec la lumière émise par une lampe contenant les mêmes atomes : les atomes de la vapeur absorbent la lumière de longueur d'onde appropriée (dite longueur d'onde de résonance) venant de la lampe, et réémettent ensuite la même longueur d'onde avec une intensité également répartie dans toutes les directions de l'espace (le retard moyen de la réémission après l'absorption est ce qu'on appelle la durée de vie τ de l'état excité de l'atome). Pour des raisons de commodité, on observe généralement la lumière de résonance réémise par la vapeur dans une direction Oz perpendiculaire à la direction Ox d'irradiation par la lampe.

On peut effectuer l'expérience de résonance optique en polarisant rectilignement la lumière incidente venant de la lampe, de telle sorte que le vecteur champ électrique de l'onde soit parallèle à l'axe Oy perpendiculaire aux deux directions précédentes. Pour un grand nombre de raies de résonance (mais non toutes), on observe alors que la lumière de résonance est aussi polarisée rectilignement, avec son vecteur champ électrique parallèle à la même direction Oy. C'est en particulier le cas avec la raie de résonance ultraviolette du mercure de longueur d'onde λ = 253,7 nm. Cela s'explique, de manière classique aussi bien que quantique, de la façon suivante : l'onde incidente provoque de petits déplacements des électrons internes aux atomes, qui leur confèrent une polarisation parallèle à la direction Oy du champ électrique ; les atomes se comportent alors comme de petites antennes, parallèles à la direction Oy. Mais cela n'est vrai que dans la mesure où les atomes de la vapeur ne sont soumis à aucun champ magnétique.

Si, au contraire, on applique un faible champ magnétique B, parallèle à la direction d'observation Oz, on observe que la lumière de résonance est partiellement dépolarisée. La dépolarisation augmente avec l'amplitude du champ magnétique ; et pour de grandes valeurs du champ, la lumière de résonance est complètement dépolarisée. C'est l'effet Hanle.

— Bernard CAGNAC