法拉第效應是磁場引起介質折射率變化而產生的旋光現象，實驗結果表明，光在磁場的作用下通過介質時，光波偏振面轉過的角度（磁致旋光角）與光在介質中通過的長度L及介質中磁感應強度在光傳播方向上的分量B成正比，即： [2]
θ=VBL
式中V稱為費爾德常數，它表征物質的磁光特性。幾種材料的費爾德常數值如下表。
法拉第效應實驗裝置如圖所示。由光源產生的復合白光通過小型單色儀后可以獲得波長在360～800nm的單色光，經過起偏鏡成為單色線偏振光，然后穿過電磁鐵。電磁鐵采用直流供電，中間磁路有通光孔，保證人射光與磁場B方向一致。根據勵磁電流的大小可以求得對應的磁場值。入射光穿過樣品后從電磁鐵的另一極穿出人射到檢偏器上，透過檢偏器的光進入光電倍增管，由數顯表顯示光電流的大小，即出射光強的大小。根據出射光強最大(或最小)時檢偏器的位置讀數即可得出旋光角。檢偏器的角度位置讀數也由數顯表讀出。
由經典電子論對色散的解釋可得出介質的折射率和入射光頻率w 的關系為：
式中ω0是電子的固有頻率，磁場作用使電子固有頻率改變為（ωL±ω0）（ωL是電子軌道在外磁場中的進動頻率）。使折射率變為：
由菲涅耳的旋光理論可知，平面偏振光可看成由兩個左、右旋圓偏振迭加而成，上式中的正負號反映了這兩個圓偏振光折射率有差異，以R n 和L n 表示。它們通過長度為L的介質后產生的光程差為：
由它們合成的平面偏振光的磁致旋光角為：
通常，nR，nL，和n，相差甚微，故
將此代入上式，又因ωL?ω可略去ωL項，得：
可見括號項即為費爾德常數，表示V 值和介質在無磁場時的色散率、入射光波長等有關。由馬呂斯定律可知，平面偏振光通過磁場中的介質和檢偏器后的光強為：
α為檢偏器和起偏器透光軸的夾角，θ為法拉第磁致旋光角。當α=π/4時，
若磁場變化則：
表示此時由檢偏器輸出的光強將隨產生磁場的電流i（調制電流）線性地變化，這就是光強度的磁光調制原理。在α=π/4時，dI/d= 1，即此時調制系統的信號檢測靈敏度最高，失真最小。