法拉第效应 - 副本

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法拉第效应名词解释

法拉第效应名词解释

法拉第效应名词解释一、法拉第效应名词解释在物理学里,法拉第效应(又叫法拉第旋转,磁致旋光)是一种磁光效应,是在介质内光波与磁场的一种相互作用。

法拉第效应会造成偏振平面的旋转,这旋转与磁场朝着光波传播方向的分量呈线性正比关系。

二、法拉第效应简介磁光效应是光与具有磁矩的物质共同作用的产物。

磁光效应主要有三种,即:法拉第效应、克尔效应、塞曼效应。

在光学电流传感器领域,法拉第磁光效应的应用最为广泛。

光学电流传感器中磁光介质即磁光效应中具有磁矩的物质,是决定光学电流传感器性能的重要器件。

具有磁矩的物质可以分为五大类,而在光学电流传感器领域,顺磁性物质的应用最为广泛。

三、法拉第效应应用法拉第效应可以应用于测量仪器。

例如,法拉第效应被用于测量旋光度、或光波的振幅调变、或磁场的遥感。

在自旋电子学里,法拉第效应被用于研究半导体内部的电子自旋的极化。

法拉第旋转器可以用于光波的调幅,是光隔离器与光循环器的基础组件,在光通讯与其它激光领域必备组件。

具体应用如下:(1) 量糖计(自然旋光)(2) 磁光开关与磁光调制器(点调制与空间调制)(3) 磁光光盘:光信息存储(4) 磁光电流传感器(或互感器):测量大电流(5) 磁光隔离器:在光通信和级联式激光器系统中用以隔离后续系统反馈的光信号(6) 磁光偏频器:零锁区激光陀螺中通过产生偏频来消除激光陀螺的闭锁现象法拉第效应可用于混合碳水化合物成分分析和分子结构研究。

在激光技术中这一效应被利用来制作光隔离器和红外调制器。

该效应可用来分析碳氢化合物,因每种碳氢化合物有各自的磁致旋光特性;在光谱研究中,可借以得到关于激发能级的有关知识;在激光技术中可用来隔离反射光,也可作为调制光波的手段。

因为磁场下电子的运动总附加有右旋的拉穆尔进动,当光的传播方向相反时,偏振面旋转角方向不倒转,所以法拉第效应是非互易效应。

这种非互易的本质在微波和光的通信中是很重要的。

许多微波、光的隔离器、环行器、开关就是用旋转角大的磁性材料制作的。

2法拉第效应

2法拉第效应

法拉第效应1845年法拉第(Micha1 Faraday )发现玻璃在强磁场的作用下,当平面偏振光沿磁场方向通该物体时,发现透过光仍为平面偏振光,但其偏转面旋转了一个角度,旋转角度的大小与磁场强度成正比具有旋光性,这种旋光作用(Optical nat ation)称为法拉弟效应。

法拉第效应第一次显示了光和电磁现象之间的联系,促进了对光本性的研究。

之后费尔德( Verdet )对许多介质的磁致旋转进行了研究,发现法拉第效应在固体、液体和气体中都存在。

大部分物质的法拉第效应很弱,掺稀土离子玻璃的费尔德常数稍大。

近年来研究的YIG 等晶体的费尔德常数较大,从而大大提高了实用价值。

法拉第效应有许多重用的应用,尤其在激光技术发展后,其应用价值倍增。

如用于光纤通讯系统中的磁光隔离器,因为偏振面的磁致旋转取决于磁场的方向,与光的传播方向无关,由此可设计成光隔离器,使光沿规定的方向通过同时阻挡反向传播的光,从而减少光纤中器件表面反射光对光源的干扰;磁光隔离器也被广泛用于激光多级放大技术和高分辨的激光光谱技术,激光选模等技术中。

法拉第效应的弛豫时间不大于10-10秒量级。

在激光通讯,激光雷达等技术中已发展成类似微波器件的光频环行器、调制器等,利用法拉第效应的调制器(磁光调制器)在μμ5~1的红外波段将起重用作用。

且磁光调制器需要的驱动功率较电光调制器小的多。

对温度稳定性的要求也较低。

所以磁光调制是激光调制技术的重用组成之一,也常用于激光强度的稳定装置。

又如作为重要的传感机理应用于电工测量技术中。

在磁场测量方面,利用它弛豫时间短(约10-10秒)的特点制成的磁光效应磁强计可测量脉冲强磁场、交变强磁场;利用它对温度不敏感的特点,磁光效应磁强计可适用于较宽的温度范围,如等离子体中强磁场、低温超导磁场;在电流测量方面,利用电流的磁效应和光纤材料的法拉第效应,可测量几千个安培的大电流或几千KV 的高压电流等。

1. 实验目的1、了解磁光效应,掌握光线偏振面旋转角度的测量方法。

法拉第效应

法拉第效应

法拉第效应1845年8月,英国科学家法拉第发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作用下产生旋光性,使偏振光的偏振面发生偏转。

磁致旋光效应后来称为法拉第效应。

法拉第效应有许多应用,特别是在激光技术中制造光调制器、光隔离器和光频环行器,在半导体物理中测量有效质量、迁移率等。

一、实验目的1. 了解法拉第效应的原理;2. 观察线偏振光在磁场中偏振面旋转的现象,确定维尔德(Verdet )常数;3. 验证偏振面旋转角度、光波波长和磁场强度间的关系。

二、实验器材12v/100w 卤素灯、法拉第效应实验仪、光电器件及平衡指示仪、三、实验原理介质因外加磁场而改变其光学性质的现象称之为磁光效应。

其中,光通过处于磁场中的物质时偏振面发生旋转的效应较为重要,我们称这种偏振面的磁致旋转效应为法拉第效应(Faraday effect )。

它与克尔效应一起揭示了光的电磁本质,是光的电磁理论的实验基础。

法拉第在寻找磁与光现象的联系时首先发现了线偏振光在通过处于磁场当中的各向同性介质时其偏振面发生旋转的现象。

在磁场不是非常强时,偏振面的旋转角度ϕ∆ 与介质的厚度S 及磁感应强度在光的传播方向上的分量B 成正比VBS =∆ϕ (1)比例系数V 成为维尔德(Verdet )常数,它取决于光的波长和色散关系,一般物质的维尔德常数比较小,表1给出了几种材料的维尔德常数V 。

法拉第效应与自然旋光不同。

在法拉第效应中对于给定的物质,光矢量的旋转方向只由磁场的方向决定,而与光的传播方向无关,即当光线经样品物质往返一周时,旋光角将倍增。

线偏振光可看作两个相反偏振量σ+和σ –的圆偏振光的相干叠加,从原子物理知识可知,磁场将使原子中的振荡电荷产生旋进运动,旋进的频率等于拉莫尔频率,即ωL =B me ⋅,这里e 和m 分别为振荡粒子的电荷和质量,B 为磁场强度。

线偏振光的σ+和σ –分量有不同的旋进频率,分别为L ωω- 和L ωω+,相应的折射率n +和n -,相速度v +和v - 都不同,而在表1.几种材料的维尔德常数V光学行为中是等效的,偏振面旋转角由下述等式得到,旋转角由光通过的材料长度S 决定,即S c n n ⋅-=∆-+2)(ωϕ (2)上式中,c 为光速,ω为入射光的频率,上式的推导较为简单,是建立在经典电磁理论的基础之上。

法拉第效应

法拉第效应

A
CR
L2
1
3
R
R
B
E
D
L
2.旋光现象的解释 菲涅耳的解释只是唯象理论,它不能说明旋光现象 的根本原因,不能回答为什么在旋光介质中二圆偏振 光的速度不同。
这个问题必须从分子结构去考虑,即光在物质中传 播时,不仅受分子的电矩作用,还要受到诸如分子的 大小和磁矩等次要因素的作用。
2.旋光现象的解释
E

ei

1(ei 2


1(ei 2
ei ) ei
)

e i
cos sin

(122)
E=
1 2


1 i

ei(kR
kL
)
l 2

1
i

ei(kR
kL
)
l 2

E

1 2
1 i

eiR

1 2
1
i

eiL

1 2
1 i

eikR
l

1 2
1
i

eikLl
=
1 2
ei(kR
kL
)
l 2

1 i

ei(kR
kL
)
l 2

1
i

e

i(kR
kL
)
l 2

螺线管
输入光束
P1改进型 格-汤棱镜
磁致旋
光材料
激光放器2 输出
P2(与P1成 450的格-汤 棱镜)

法拉第效应

法拉第效应

法拉第效应引言法拉第效应(Faraday Effect)是指当光线通过受磁场作用的物质时,光线的传播方向会发生旋转的现象。

这个现象是1852年英国物理学家迈克尔·法拉第首先发现并描述的。

法拉第效应不仅在物理学中具有重要意义,而且在光学传感器、光纤通信和磁场测量等领域也得到广泛应用。

原理法拉第效应的产生基于磁光色散效应。

当线偏振光通过受磁场作用的物质时,光的传播方向会产生旋转。

这一旋转的现象可以通过法拉第转角来度量。

法拉第转角(Verdet Constant)是一个物质特性,表示单位长度内磁场引起的光传播方向旋转的角度。

如果磁场方向与光传播方向垂直,则法拉第转角达到最大。

应用光学传感器法拉第效应可用于光学传感器,特别是磁场传感器。

通过将光纤固定在受磁场影响的物质附近,当磁场改变时,光纤中的光将发生相应的传播方向旋转。

通过测量光传播方向旋转的角度,可以推断出磁场的强度和方向。

这种光学传感器具有高精度、快速响应和不受电磁干扰的优点,被广泛应用于磁场测量和磁共振成像等领域。

光纤通信法拉第效应在光纤通信领域也得到了应用。

由于光纤材料的法拉第转角是一个固定值,通过控制磁场的强度和方向,可以实现对光信号的相位调制。

这样可以在光纤中传输信息,并实现光信号的调制和解调。

法拉第效应在光纤通信中起到了重要作用,提高了光纤通信的传输速率和容量。

磁场测量由于法拉第效应与磁场的强度和方向紧密相关,因此可以通过测量光传播方向的旋转角度来精确测量磁场的强度和方向。

这种磁场测量方法具有高精度、快速响应和不受外部电磁干扰的优势,被广泛应用于科学研究、电磁学实验和工业生产等领域。

例如,地球的磁场测量和磁共振成像都是基于法拉第效应的原理。

结论法拉第效应是磁光色散效应的一种表现形式,描述了当光通过受磁场作用的物质时,光传播方向发生旋转的现象。

由于法拉第效应与磁场的强度和方向紧密相关,因此它在光学传感器、光纤通信和磁场测量等领域得到广泛应用。

近物实验II 法拉第效应

近物实验II 法拉第效应

法拉第效应一、引言1845年英国物理学家法拉第(Faraday )发现原本没有旋光性的铅玻璃在磁场中出现了旋光性,这种磁致旋光现象后来被称为法拉第效应,这也是人类第一次认识到电磁现象和光现象之间的相互关联。

后来,费尔德(Verdet )研究了许多介质的磁致旋光效应,发现法拉第效应普遍存在于固体、液体和气体中,只是大部分物质的法拉第效应很弱,而掺稀土离子的玻璃的费尔德常数稍大。

近年来研制的磁性石榴石(YIG )等晶体的费尔德常数更大一些。

法拉第效应只是磁光效应中的一种。

磁光效应是描述在磁场的作用下,在具有固有磁矩的介质中传播的光其物理性质发生变化的现象,比如光的频率、偏振面、相位或者散射特性等性质发生了变化。

磁光效应有很多种类型,常见的有法拉第效应、塞曼(Zeeman )效应、克尔(Kerr )效应、科顿-穆顿(Cotton-Mouton )效应和磁激发光散射等。

法拉第效应的应用领域极其广泛。

它可以作为物质结构研究的手段,比如,根据结构对法拉第效应的影响来分析碳氢化合物的结构;在光谱学中,可以用于研究激发能级的有关信息;在电工测量中,可用来测量电路中的电流和磁场。

如今利用法拉第效应原理制成的偏频盒、旋转器、环行器、相移器、锁式开关、Q 开关、光纤隔离器等能快速控制激光参数的各种元器件,已广泛应用于激光雷达、激光测距、激光陀螺、光纤通信中。

本实验的目的是:通过实验理解法拉第效应的本质,掌握测量旋光角的基本方法,并测量几种不同类型材料的旋光角,同时学会计算费尔德常数。

二、实验原理所谓的法拉第效应就是,当在光的传播方向上加上一个强磁场时,平面偏振光穿过处于该磁场中的样品后,其偏振面会偏转一个角度。

实验结果表明,光的偏振面旋转的角度θF 与其在介质中传播的距离l 及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B 成正比,即F d (),V Bl θλ= (1)上式中,比例系数V d (λ)称为费尔德常数,它由材料本身的性质和工作波长决定,表征物质的磁光特性。

法拉第效应

法拉第效应

法拉第效应引言:实验利用励磁电流产生磁场,首先测量磁场和励磁电流之间的关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小,用消光的方法测定ZF6样品的旋光角和磁场的关系,用倍频法测量MR3样品的旋光角和磁场的关系。

最后让偏振光分别两次通过MR3样品,区分自然旋光和法拉第旋光,验证法拉第旋光的非互易性。

法拉第效应有许多方面的应用,它可以作为物质结构研究的手段,如根据结构不同的碳氢化合物其法拉第效应的表现不同来分析碳氢化合物导体物理的研究中,它可以用来测量载流子得得有效质量、迁移率和提供能带结构的信息;在激光技术中,利用法拉第效应的特性,制成了光波隔离、光频环形器、调制器等;在磁学测量方面,可以利用法拉第效应测量脉冲磁场。

实验目的:1.了解法拉第效应的经典理论。

2.初步掌握进行磁光测量的方法。

实验原理:当线偏振光穿过介质时,若在介质中加一平行于光的传播方向的磁场,则光的振动面将发生旋转,这种磁致旋光现象是1845年由法拉第首先发现的,故称为法拉第效应。

振动面转过的角度称为法拉第效应旋光角。

实验发现θ=VBL (1)其中θ为法拉第效应旋光角;L为介质的厚度;B为平行与光传播方向的磁感强度分量;V称为费尔德(Verdet)常数。

一般约定,当光的旋转方向与产生磁场的电流的方向一致时,称法拉第旋转是左旋,v>0;反之则叫右旋,v<0。

法拉第效应与自然旋光不一样,不具备一般的光学过程可逆,对于给定的物质,旋转的方向只由磁场的方向决定,和光的传播方向无关,这叫做法拉第效应的“旋光非互易性”。

法拉第效应的原理一束平行于磁场方向传播的平面偏振光(表示电场强度矢量),可以看着是两束等幅的左旋和右旋圆偏振光的叠加,不加外磁场时,他们通过距离为的介质后,由于介质对他们具有相同的折射率和传播速度,所以他们产生的相位移相同,不发生偏转;当有外磁场时,由于磁场使物质的光学性质改变,这两束光具有不同的折射率和传播速度,产生不同的相位移:(2)(3)其中和分别为左旋和右旋圆偏振光的相位;和分别为左旋和右旋圆偏振光在介质中的折射率;为真空中的波长。

法拉第效应实验报告

法拉第效应实验报告

法拉第效应实验报告法拉第效应是指当导体在磁场中运动时,会在导体两端产生感应电动势的现象。

这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪首次发现并描述的。

在本次实验中,我们将通过简单的实验装置来观察和验证法拉第效应的存在,并对其产生的原理进行分析和探讨。

实验材料和装置:1. 直流电源。

2. 导线。

3. 磁铁。

4. 电压表。

实验步骤:1. 将直流电源连接好,接通电源。

2. 将导线绕制成一个小圈,将磁铁放入圈内。

3. 将电压表连接到导线两端,观察电压表的读数。

实验结果:在实验进行过程中,我们观察到了明显的电压表读数变化。

当磁铁在导线圈内运动时,电压表的读数随之发生变化,表明在导线两端产生了感应电动势。

这一现象正是法拉第效应的典型表现。

实验分析:根据法拉第效应的原理,当导体在磁场中运动时,导体内的自由电子将受到磁场力的作用,从而在导体两端产生感应电动势。

这一感应电动势的大小与导体的速度、磁场的强度以及导体的长度等因素有关。

在本次实验中,磁铁在导线圈内运动,导致导线内的自由电子受到磁场力的作用,从而产生了感应电动势,表现为电压表的读数变化。

结论:通过本次实验,我们验证了法拉第效应的存在,并对其产生的原理进行了分析和探讨。

法拉第效应在现代电磁学中具有重要的理论和实际应用价值,对于理解电磁感应现象和设计电磁设备具有重要意义。

综上所述,法拉第效应是电磁学中的重要现象,通过本次实验,我们对其有了更深入的理解。

希望本次实验能够对大家对法拉第效应有所帮助,也希望大家能够继续对电磁学知识进行深入学习和探索。

法拉第效应的应用课件

法拉第效应的应用课件
在应用方面,法拉第效应被用于测量磁场、光速以及光学器 件的特性等方面。此外,法拉第效应还与光学仪器、光学通 信等领域有关。
法拉第效应的意义
法拉第效应的意义在于揭示了光的电磁性质和磁场之间的 相互作用。它为光学和电磁学的发展提供了重要的理论基 础,也为现代科技领域的发展提供了基础支撑。
通过法拉第效应,我们可以深入了解光的偏振现象和磁场 对光的影响机制,进而推动相关领域的技术和应用的发展 。
细胞生长环境
在细胞培养技术中,法拉第效应也被用于调节细胞生 长环境中的磁场和电场。这种调节有助于控制细胞的 生长、分化和凋亡过程。
细胞检测
利用法拉第效应可以检测细胞内的化学物质和生物分子 的变化。例如,通过调节磁场和电场,可以诱导细胞产 生特定的生理反应,进而观察和分析细胞的功能和特性 。
05
法拉第效应在环境科学中的应用
详细描述
近年来,法拉第效应的理论研究不断深入,研究者们通过实 验观测、数值模拟等方法,对法拉第效应的原理和机制进行 了更加深入的探究,为未来技术应用创新提供了重要的理论 支撑。
法拉第效应的技术应用创新
总结词
不断拓展法拉第效应的技术应用领域,涉及能源、环保等多个领域。
详细描述
随着理论研究的不断深入,法拉第效应的技术应用也在不断创新。目前,法拉第效应已经广泛应用于能源、环保 等多个领域,如太阳能电池、磁场传感器、磁流体发电等。未来,随着新材料的不断发现和技术的不断进步,法 拉第效应的技术应用将更加广泛。
这种效应可以用公式表示为:θ = V × B × l / c,其中θ表示偏振方向旋转的角 度,V表示线偏振光的速度,B表示磁感应强度,l表示光通过磁场的距离,c表示 光速。
法拉第效应的现象
法拉第效应的现象包括:偏振光的偏振方向在通过磁场后发 生旋转,旋转方向与磁场方向和光传播方向有关。当改变磁 场方向或光传播方向时,偏振方向的旋转方向也会相应改变 。

法拉第效应实验报告总结

法拉第效应实验报告总结

一、实验背景法拉第效应是电磁学和光学领域中的一个重要现象,由英国物理学家迈克尔·法拉第于1845年发现。

当一束平面偏振光通过一个介质,并在此介质中加上一个沿光传播方向的磁场时,光的偏振面会发生旋转,这种现象称为法拉第效应。

本实验旨在通过实验验证法拉第效应,并探究其影响因素。

二、实验目的1. 了解法拉第效应的原理和实验装置。

2. 通过实验验证法拉第效应的存在。

3. 探究法拉第效应的影响因素,如磁场强度、光波波长、介质材料等。

4. 熟悉实验数据处理方法,提高实验技能。

三、实验原理法拉第效应的实验原理基于法拉第旋光定律,即当一束平面偏振光通过介质时,如果沿光传播方向加上一个磁场,光的偏振面将发生旋转。

旋转角度与磁场强度、光波波长、介质材料等因素有关。

法拉第旋光定律可表示为:θ = V B l其中,θ为偏振面的旋转角度,V为法拉第常数,B为磁场强度,l为光在介质中传播的距离。

四、实验装置与步骤1. 实验装置:实验装置主要包括光源系统、磁场系统、样品介质、旋光角检测系统等。

2. 实验步骤:(1)将光源发出的光经过透镜聚焦后,通过单色仪选出特定波长的光。

(2)将选出的光通过起偏器成为平面偏振光。

(3)将平面偏振光通过电磁铁产生的磁场区域,观察偏振面旋转情况。

(4)调节磁场强度,记录不同磁场强度下偏振面的旋转角度。

(5)改变光波波长,重复步骤(3)和(4)。

(6)改变样品介质,重复步骤(3)和(4)。

五、实验结果与分析1. 实验结果表明,当一束平面偏振光通过介质并在此介质中加上一个沿光传播方向的磁场时,光的偏振面会发生旋转,验证了法拉第效应的存在。

2. 实验结果表明,法拉第效应的旋转角度与磁场强度成正比,符合法拉第旋光定律。

3. 实验结果表明,法拉第效应的旋转角度与光波波长成反比,即光波波长越长,旋转角度越小。

4. 实验结果表明,法拉第效应的旋转角度与样品介质材料有关,不同材料具有不同的法拉第常数。

法拉第电笼效应-概述说明以及解释

法拉第电笼效应-概述说明以及解释

法拉第电笼效应-概述说明以及解释1.引言1.1 概述法拉第电笼效应是指在电磁感应过程中,当一个导体被一个变化的磁场穿过时,导体内部产生的感应电流会阻碍磁场的进一步渗透,从而减小了磁场的影响范围。

这种现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的,因此得名。

概括地说,法拉第电笼效应说明了当磁场通过导体时,导体内部的电子会受到磁场力的作用而运动,从而产生感应电流。

这个感应电流会在导体内部形成一个反向磁场,与外部磁场相互作用产生对抗效果。

由于反向磁场的存在,导体内部的电流会受到磁场的阻碍,使得磁场无法自由地进一步渗透导体,形成了一个有效的电磁屏蔽效果。

法拉第电笼效应在电磁学和电气工程领域具有重要意义。

它能够解释许多与电磁感应相关的现象,如电磁屏蔽、感应电动势的产生以及磁体的相互作用等。

在工业生产中,法拉第电笼效应也被广泛应用于电磁干扰的解决和电磁屏蔽的设计,以保证设备的正常运行和数据的安全传输。

未来,对于法拉第电笼效应的研究还有许多进一步的发展空间。

一方面,随着现代科学技术的不断进步,可以利用先进的实验设备和计算模型,深入研究法拉第电笼效应的机制和影响因素。

另一方面,随着电磁环境的变化和电子设备的广泛应用,我们需要进一步研究如何更好地设计和应用电磁屏蔽材料,提高电磁屏蔽的效果,以满足不断增长的电磁干扰和辐射防护需求。

综上所述,法拉第电笼效应是一种重要的电磁现象,它通过阻碍磁场的渗透和产生反向磁场,实现了有效的电磁屏蔽效果。

在实际应用中,研究和应用法拉第电笼效应对于保障设备的正常工作和数据的安全传输至关重要。

同时,未来的研究还将继续深入探索法拉第电笼效应的机制和优化电磁屏蔽材料的设计,以满足不断变化的电磁干扰和防护需求。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行讨论法拉第电笼效应:第一部分是引言。

在引言中,我们将概述法拉第电笼效应的背景和重要性,介绍文章的结构,并明确文章的目的。

法拉第效应实验报告完整版法拉效应实验报告

法拉第效应实验报告完整版法拉效应实验报告

法拉第效应实验报告引言法拉第效应是指材料中存在自发磁化现象的一种物理现象。

它是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1845年首次研究得出的,因此被命名为法拉第效应。

本实验旨在通过构建一个简单的法拉第效应实验装置,观察和测量不同温度和磁场条件下材料的磁化程度,以及研究法拉第效应对磁性材料的影响。

实验装置与方法实验所需的主要装置和材料有:热电偶、磁铁、直流电源、毫伏表、铁片等。

实验分为以下几个步骤:1. 准备工作:将毫伏表连接到合适的测量范围,并将直流电源连接到实验装置上。

2. 温度控制:使用热电偶测量温度,并通过调节热源的加热或降温来控制温度。

3. 施加磁场:将磁铁放置在材料附近,并调节磁铁的位置和朝向,以施加合适的磁场强度。

4. 测量磁场强度:使用毫伏表测量磁场强度,记录在不同位置和磁场强度下的数值。

5. 测量磁化程度:使用毫伏表测量材料的磁化程度,记录在不同温度和磁场条件下的数值。

实验结果与讨论通过上述实验方法,我们获得了一系列在不同温度和磁场条件下的实验数据。

根据实验数据,我们可以得出以下结论:1. 磁场强度对材料磁化程度的影响:实验结果显示,随着磁场强度的增加,材料的磁化程度也增加。

这与法拉第效应的基本原理相吻合,即磁场会导致材料中的磁性微区域重新排列,从而增强整体的磁化程度。

2. 温度对材料磁化程度的影响:实验结果显示,在相同的磁场强度下,随着温度的增加,材料的磁化程度减小。

这是因为高温会破坏材料中的磁性微区域,使得整体的磁化程度降低。

3. 法拉第效应的应用:法拉第效应广泛应用于磁性材料的磁化控制和传感器等领域。

通过控制磁场和温度条件,可以实现对材料磁化程度和磁性特性的精确控制,从而实现一系列应用需求。

结论通过本实验,我们成功观察和测量了法拉第效应在磁性材料中的表现,并研究了不同温度和磁场强度对材料磁化程度的影响。

实验结果验证了法拉第效应的基本原理,并揭示了其在磁性材料的应用中的重要作用。

法拉第效应

法拉第效应

从光波在介质中传播的图像看,法拉第效应可以这样理解:一束平行于磁场方向传播的
平面偏振光,可以看作是两束等幅的左旋和右旋偏振光的叠加,左旋和右旋是相对于磁场方
向而言的。介质中受原子核束缚的电子在入射光的两旋转矢量作用下,作稳态的圆周运动。
在与电子轨道平面相垂直的方向上加一个磁场 B,则在电子上将引起径向力������������(即洛伦兹 力),力的方向决定于光的旋转方向和磁场方向。因此,电子所受的总径向力(������������加上束缚 力)可以有两个不同的值。轨道半径也可以有两个不同的值。结果,对于一个给定的磁场就
V = K(������2 − ������2������ )−1 K 是透射光波长������������、有效的电偶极矩矩阵元、温度和浓度等物理量的函数,但是与入射波 长λ无光。这种 V 值随波长而变的现象称为旋光色散。
图一、室温下铈������������+3玻璃的旋光色散曲线 1、 法拉第效应的经典理论
样品二的波长费尔德常数图如下所示
六、思考题
1、材料的法拉第效应与哪些因素有关? 答:磁场强度、光波在介质中走过的路程,材料的费尔德常数。 2、简述本实验测定法拉第转角所采用的实验方法?
答:光通过起偏器后,不同偏振方向的光强不同,与入射光方向平行的偏振光最强, 光电流计电流示数最大,通过旋转转检偏测角仪的检偏器来寻早光电流计示数最大的角 度记为检偏角,再减去磁场强度为 0 时的检偏角,就可以得到法拉第转角。 3、本实验的法拉第效应和透明磁性材料的法拉第效应有何异同?
40.1
200
32.8
400
24.0
550
16.8
法拉第转 角/度 0 7.3 16.1 23.3
表二、样品二在不同波长下法拉第转角—磁场关系关系图

5、法拉第效应

5、法拉第效应

5、法拉第效应1845年,法拉第在探索电磁现象和光学现象之间的联系时,发现了一种现象:当一束平面偏振光穿过介质时,如果沿光的传播方向加上一个磁场,就会观察到光经过样品后偏振面转过一个角度,即磁场使介质具有了旋光性,这种现象被称为法拉第效应。

法拉第效应又称磁致旋光效应。

研究发现,磁致旋光效应在非旋光的固体、液体和气体中都存在。

[10]磁致旋光效应的实验设置分为两部分:(1)一束平面偏振光穿过介质,(2)沿光的传播方向加上一个磁场。

这里首先需要说明的是平面偏振光的概念,所谓平面偏振光分为左旋偏振光和右旋偏振光,如果左、右旋偏振光合并在一起,复合光就会失去偏振性成为普通光。

也就是说,实验中采用的平面偏振光具有单一的偏振属性,不是左旋偏振光,就是右旋偏振光。

磁致旋光效应的关键是,磁场对偏振光的作用效应。

磁场是旋转的质量场,光是质量波,二者在本质上是相同的,因此,磁场能够对光波产生作用效应。

形象地说,磁场和光波都是质量场“旋涡”,光波在磁场中传播,其旋转方向必然与磁场的旋转方向保持一致。

以原子的磁场为例,原子M场为平面场,磁场方向通过右手定则判定。

核外电子在轨道跃迁过程中辐射出光波,光波M场的旋转方向与原子磁场的旋转方向相同。

当原子磁轴向上时,辐射光为右旋偏振波;当原子磁轴向下时,辐射光为左旋偏振波。

在偶极磁场中,磁力线方向为从N极到S极。

当光顺磁场方向传播时,为右旋偏振光;当光逆磁场方向传播时,为左旋偏振光。

从俯视角度看,面对N极,右旋偏振光的偏振方向呈发散状;面对S极,左旋偏振光的偏振方向呈收敛状。

如图所示:根据分子链模型,非旋光介质中含有左、右旋两种扭旋方向分子链,每条分子链只能传导一种性质的偏振光。

介质端口分子链M场与光波M场相衔接,原子磁轴向上的分子链,传导的是右旋偏振光,原子磁轴向下的分子链,传导的是左旋偏振光。

磁场中的平面偏振光具有单一的偏振属性——左旋或右旋,因而只能选择一种分子链传导过去,并随分子链的扭转而旋转,这就是法拉第效应。

法拉第效应实验报告(2021年整理)

法拉第效应实验报告(2021年整理)

法拉第效应实验报告(2021年整理)一、实验目的通过对法拉第效应实验的学习与探究,了解电磁感应现象,理解电磁感应定律,掌握用示波器观察电磁感应现象的方法。

二、实验原理法拉第效应是指磁场变化所产生的电动势,即电磁感应现象。

电磁感应定律指出,磁通量的变化率与由此产生的电动势成正比,即$$ε= -\frac{\DeltaΦ}{\Delta t}$$其中,ε表示电动势,ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示变化的时间。

磁通量Φ与磁场的强度B、磁场的面积S和夹角θ有关。

因此,当磁场强度B、面积S或夹角θ发生变化时,磁通量Φ也随之变化,从而产生电动势。

三、实验器材与实验步骤实验器材:磁铁、线圈、计时器、示波器等。

实验步骤:1. 将磁铁放置在线圈的中心位置,使线圈与磁铁的距离为5厘米左右。

2. 将线圈接在示波器上,并调整示波器的触发方式和时间基准。

3. 移动磁铁,使磁铁的南、北极分别靠近线圈的两端,然后再将磁铁移回原来的位置,重复多次。

4. 观察示波器上的波形变化,并记录相关数据。

四、实验结果与分析在进行实验时,根据电磁感应定律,移动磁铁会产生磁通量的变化,从而产生电动势。

由于磁场的变化是周期性的,因此我们可以通过示波器观察到周期性的电动势波形。

根据实验记录的数据分析发现,当移动磁铁时,示波器上的波形会出现变化,其周期和幅值也会随着移动磁铁的快慢而变化。

当磁铁靠近线圈时,电动势波形呈现出正半周;当磁铁远离线圈时,电动势波形呈现出负半周。

这是因为磁通量在增加时,电动势为正,而在减少时,电动势为负。

此外,实验还发现,在磁铁靠近线圈的瞬间,电动势波形发生了突变,这是因为磁场强度的变化导致电动势的剧烈变化。

五、实验结论通过对法拉第效应实验的学习与探究,我们深刻认识了电磁感应现象的本质,理解了电磁感应定律的原理,掌握了用示波器观察电磁感应现象的方法。

通过实验的结果分析,我们确认了磁场的变化会导致磁通量的变化,进而引起电动势的产生。

法拉第效应——精选推荐

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法拉第效应【摘要】 在本实验中,我们利用磁光调制器和示波器,分别采用倍频法和消光法测量ZF6、样品在不同强度的磁场下的法拉第旋光角,并由此找出旋光角θ和磁场强度B 的关系,进而计算出样品的费尔德常数。

关键词 法拉第效应,法拉第旋光角,费尔德常数 一、引言1845年英国物理学家法拉第发现原本没有旋光性德铅玻璃在磁场中出现了旋光性,这种磁致旋光现象即法拉第效应。

随后费尔德的研究发现法拉第效应普遍存在于固体、液体、和气体中,只是大部分物质的法拉第效应很弱。

法拉第效应的应用领域极其广泛,可用于物质结构的研究、光谱学和电工测量等领域。

此外利用法拉第效应原理制成的各种可快速控制激光参数的元器件也已广泛地应用于激光雷达、激光测距、激光陀螺、光纤通信中。

本实验的目的是:通过实验理解法拉第效应的本质,掌握测量旋光角的基本方法,并测量几种不同类型材料的旋光角,同时学会计算费尔德常数。

二、实验原理1、法拉第效应所谓法拉第效应就是,当在光的传播方向加一个强磁场时,平面偏振光穿过处于该磁场中的样品后,其偏振面会偏转一个角度。

实验结果表明,光的偏振面旋转的角度θF 与其在介质中通过的距离l 及磁感应强度在光传播方向上的分量B 成正比,即θF =V d (λ)Bl (1)式中V d (λ)是表征物质磁光特性的系数(取决于样品介质的材料特性和工作波长),称为费尔德常数。

在不同的物质中,光的偏振面旋转的方向也可能不同。

一般约定,旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致时,法拉第旋转是左旋的,而V d (λ)>0;反之则V d (λ)<0,法拉第旋转是右旋的。

法拉第与自然旋光最大的不同在于:法拉第效应对于给定的物质,偏振面的旋转方向只由磁场的方向决定而与光的传播方向无关。

即法拉第效应是不可逆的光学过程,光线往返一周,旋光角将倍增,这称为法拉第效应的“旋光非互易性”。

2、法拉第效应的原理一束平面偏振光可以分解为两个不同频率等振幅的左旋和右旋圆偏振光。

磁光晶体的法拉第效应

磁光晶体的法拉第效应

磁光晶体的法拉第效应法拉第效应是指在磁场中,光线通过磁光晶体时出现的偏振旋转现象。

磁光效应是许多材料中的一种特殊光学效应,它与磁场的强度和方向有关。

磁光晶体在磁场中产生的法拉第旋转是基于光的偏振态的改变。

磁光晶体是一种具有特殊光学性质的晶体材料。

通过控制磁场的强度和方向,可以改变光线的传播方向和偏振状态。

磁光晶体广泛应用于光通信、光存储和光信息处理等领域。

磁光晶体的法拉第效应是由磁光晶体的磁性和光学性质共同作用而产生的。

当光线通过磁光晶体时,光的偏振方向会发生变化,这种变化与磁场的强度和方向有关。

当外加磁场作用在磁光晶体上时,会引起晶格中的电子重新排列,从而影响光的传播。

磁光晶体的法拉第效应可以分为正法拉第效应和反法拉第效应。

正法拉第效应是指光的偏振方向与磁场的方向相同,光线在通过磁光晶体时逆时针旋转。

反法拉第效应是指光的偏振方向与磁场的方向相反,光线在通过磁光晶体时顺时针旋转。

正、反法拉第效应的大小与磁场的强度和磁光晶体的特性有关。

法拉第效应的大小可以通过法拉第转角来表示。

法拉第转角是指光线通过磁光晶体后偏振方向的改变角度。

法拉第转角与磁光晶体的长度、磁场的强度和偏振方向有关。

法拉第效应的强度与磁光晶体的磁感应强度成正比,与光线的波长和磁光晶体的厚度成反比。

磁光晶体的法拉第效应在光通信和光存储中有着重要的应用。

在光通信中,磁光晶体可以用作光调制器,通过控制磁场的强度和方向来调节光信号的传输速度和方向。

在光存储中,磁光晶体可以用来存储和读取光信号,通过磁场的作用来改变光信号的偏振方向和传播路径。

除了光通信和光存储,磁光晶体的法拉第效应还可以应用于光信息处理和激光器等领域。

在光信息处理中,磁光晶体可以用来处理光信号,实现光信号的调制、滤波和分析等功能。

在激光器中,磁光晶体可以用来调节激光器的输出功率和频率,实现激光器的稳定和调谐。

磁光晶体的法拉第效应是一种基于磁场的光学现象,通过控制磁场的强度和方向,可以改变光线的传播方向和偏振状态。

法拉第效应——精选推荐

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法拉第效应摘要本实验通过研究具有法拉第效应的ZF7和MR3-2玻璃的旋光效应,测量两种不同类型材料的旋光角和其在波长为632.28nm的费尔德常数,观察石英玻璃的法拉第效应与自然旋光效应,并区分法拉第效应与自然旋光的区别。

掌握应用消光法和光调制法测量旋光角的实验方法,进一步了解法拉第效应的本质。

关键词法拉第效应旋光角消光法光调制法费尔德常数【引言】1845年,法拉第(M.Faraday)在探索电磁现象和光学现象之间的联系时,发现了一种现象:当一束平面偏振光穿过介质时,如果在介质中,沿光的传播方向上加上一个磁场,就会观察到光经过样品后偏振面转过一个角度,即磁场使介质具有了旋光性,这种现象后来就称为法拉第效应。

法拉第效应第一次显示了光和电磁现象之间的联系,促进了对光本性的研究。

之后费尔德(Verdet)对许多介质的磁致旋光进行了研究,发现了法拉第效应在固体、液体和气体中都存在。

法拉第效应有许多重要的应用,尤其在激光技术发展后,其应用价值越来越受到重视。

如用于光纤通讯中的磁光隔离器,是应用法拉第效应中偏振面的旋转只取决于磁场的方向,而与光的传播方向无关,这样使光沿规定的方向通过同时阻挡反方向传播的光,从而减少光纤中器件表面反射光对光源的干扰;磁光隔离器也被广泛应用于激光多级放大和高分辨率的激光光谱,激光选模等技术中。

在磁场测量方面,利用法拉第效应驰豫时间短的特点制成的磁光效应磁强计可以测量脉冲强磁场、交变强磁场。

在电流测量方面,利用电流的磁效应和光纤材料的法拉第效应,可以测量几千安培的大电流和几兆伏的高压电流。

本实验的目的是:通过实验理解法拉第效应的本质,掌握测量旋光角的基本方法,并测量几种不同类型材料的旋光角,同时学会计算费尔德常数。

【实验原理】法拉第效应是当光通过一个处于强磁场中的样品之后,其偏振面会偏转一个角度。

(如图一所示)光的偏振面旋转的角度θF与其在介质中传播的距离l及介质中磁感应强度在光传播方向的分量B成正比,有以下表达式图一θF=V d(λ)Bl (1)上式中,比例系数 V d(λ)称为费尔德常数,它由材料本身的性质和工作波长决定,表征物质的磁光特性。

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法拉第效应学号:姓名:实验日期:2013/10/18 指导教师:廖红波【摘要】实验首先测量磁场B和励磁电流I为B=0.3185*I+0.0036的线性关系,利用磁场和励磁电流之间的线性关系,用电流表征磁场的大小;再利用磁光调制器和示波器,采用消光法和倍频法测量石英、ZF7、MR3-2样品在不同强度的磁场下的法拉第旋光角,找出旋光角θ和磁场强度B的线性关系;最后让偏振光分别两次通过MR3样品和石英晶体,比较了不同样品的旋光特性并区分自然旋光和法拉第旋光,验证法拉第旋光的非互易性。

关键词:法拉第效应、旋光角、倍频法、消光法、非互易性一、引言1845年英国物理学家法拉第(faraday1791-1867)发现原本没有旋光性的铅玻璃在磁场中出现了旋光性,这种磁致旋光现象后来被称为法拉第效应,这也是人类第一次认识到电磁现象和光现象之间的联系。

后来,费尔德(Verdet)研究了许多介质的磁致旋光效应,发现法拉第效应普遍存在于固体、液体、和气体中,只是大部分物质的法拉第效应很弱,而掺稀土离子的玻璃的费尔德常数稍大。

近年来研究的石榴石(YIG)等晶体的费尔德常数更大一些。

法拉第效应只是磁光效应中的一种。

磁光效应是描述在磁场的作用下,在具有固有磁矩的介质中传播的光气无力性质发生变化的现象,比如光的频率,偏振面,相位或散射特性等性质发生了变化。

磁光效应有很多种类,常见的有法拉第效应、塞曼(Zeeman)效应、克尔(Kerr)效应、科顿-穆顿效应和磁激发光散射等。

法拉第效应的应用领域极其广泛。

它可以作为物质结构研究的手段,比如,根据结构对法拉第效应的影响来分析碳氢化合物的结构;在光谱学中,可以用于研究激发能级的有关信息;在电工测量中,可用来测量电路中的电流和磁场。

如今,利用法拉第效应原理制成的偏频盒、旋转器、环行器、相移器、锁式开关、Q开关、光纤隔离器等能快速控制激光参数的各种元器件,已广泛地应用于激光雷达、激光测距、激光陀螺、光纤通信中。

本实验的目的是:通过实验理解法拉第效应的本质,掌握测量旋光角的基本方法,并测量不同类型材料的旋光角,同时学会计算费尔德常数。

二、实验原理法拉第效应就是,当线偏振光穿过介质时,若在介质中加一平行于光的传播方向的磁场,则光的振动面将发生旋转,振动面转过的角度称为法拉第效应旋光角。

实验发现(1)其中θ为法拉第效应旋光角,L为介质的厚度,B为平行与光传播方向的磁感强度分量,V 称为费尔德常数,它由材料本身的性质和工作波长决定的,表征物质的磁光特性。

一般约定,当光的旋转方向与产生磁场的电流的方向一致时,称法拉第旋转是左旋,V>0;反之则叫右旋,V<0。

法拉第效应与自然旋光不同在于:法拉第效应对于给定的物质,偏振面的旋转方向只由磁场的方向决定而与光的传播方向无关,光线往返一周,旋光角将倍增,这叫做法拉第效应的“旋光非互易性”。

而自然旋光过程是可逆的。

1、法拉第效应原理一束平面偏振光可以分解为两个不同频率等振幅的左旋和右旋圆偏振光。

在没有外加磁场时,介质对它们具有相同的折射率和传播速度,他们通过距离为的介质后,他们产生的相位移相同,不发生偏转。

当有外磁场时,由于磁场使物质的光学性质改变,两束光具有不同的折射率和传播速度,产生不同的相位移:(2)(3)其中,分别为左旋、右旋圆偏振光的相位,、分别为其折射率,λ为真空中的波长。

线偏振光的电场强度矢量应始终位于和的角平分线上,可以导出,所以有(4)利用经典电动力学中的介质极化和色散的振子模型,可以得(5)(6)其中N为单位体积的电子数,为电子的固有振动频率,是电子轨道磁矩在外磁场中的经典拉莫尔进动频率。

m、e分别为电子质量和电子电荷。

而无磁场时介质色散公式为(7)由以上推到得出如下结论:(1)在加磁场的作用下,电子作受迫振动,振子的固有频率由变为,这正是对应的吸收光谱的塞曼效应(倒塞曼效应);(2)由于的变化导致了折射率的变化,并且左、右旋圆偏振光的变化是不同的,尤其是在接近时,差别更为突出,这就是法拉第效应。

实际上,、和n相差很小,可以近似认为(8)将(5)-(8)式代入(4)式,再用到条件≤(略去项),整理(9)式中,c是光速。

对(7)式微分,再代入(9)式,同时利用关系式,得(10)结合(1)式可(11)就是前面定义的费尔德常数,为入射光波长,为介质在无磁场时的色散。

可见费尔德常数是波长的函数,对于不同波长的入射光,物质对应的法拉第旋光角是不同的,这被称为旋光色散。

2、测量法拉第旋光角的光调制法通常起偏、检偏的方法,直接测量透过光强的变化来寻找消光位置,便构成了一个磁光调制器。

(1)磁光调制器倍频法在磁光调制器的检偏器前插入待测样品,经过调制的线偏振光通过样品,当样品被磁化时,偏振面由原来的方向旋转θ角,并在θ±θ′范围内摆动。

若检偏器允许通过的光的偏振方向与θ的夹角为β,则光通过检偏器后的强度为I=I0cos2(β±θ′) (12)展开上式中的余弦项,在θ′很小的前提下,利用近似关系sinθ′≈θ′=θ0sinwt和cosθ′≈1得(13)上式第一项为一直流信号,第二项为基频信号,第三项为倍频信号。

当β≠90度时,倍频信号与基频信号相比可以忽略,所以只有基频信号;当β≠90度,但接近90度时,但很接近时,此时基频信号减小,开始出现倍频信号;当β= 90度时,此时基频信号消失,只出现倍频信号。

上式只有第三项,此时透过检偏器的强度为(14)上式表明在消光位置时,基频信号消失,只剩下倍频信号。

测量时,根据放入样品前后出现倍频信号的位置就可以确定样品的法拉第旋光角。

三、实验内容(一)实验装置本实验使用的法拉第旋光角测量装置如图1所示,激光通过起偏器后成为线偏振光,经磁光调制器调制后进入被测样品,出射后偏振面旋转了角。

被调制和旋转后的线偏振光入射到检偏器,转换成光电流,经放大器放大后输入示波器信号通道,在示波器上就显示出被调制的信号。

通过倍频信号的判断和消光法测量法拉第旋光角。

图1 法拉第旋光角测量装置图(二)实验过程1、准备工作连接电路,打开氦氖激光的电源,预热约10分钟,使仪器处于稳定工作状态。

调节光路,使各通光孔处于等高共轴的一条直线上。

2、测量励磁电流I和磁感应强度B的关系不放样品,首先磁场定标。

在I=0.40时,移动特斯拉计找到磁场最大的位置作为测量点。

之后,改变励磁电流I,测量于其相对应的磁感应强度B。

(本步骤需注意特斯拉计调零后再测量)。

3、测定石英、MR3-2、ZF7的θ~B曲线用消光法测量石英、MR3-2、ZF7样品在不同励磁电流下对应的旋光角,并利用上面所确定的B~I关系作出样品的θ~B曲线。

用倍频法法测量石英、MR3-2样品在不同励磁电流下对应的旋光角,并利用上面所确定的B~I关系作出样品的θ~B曲线。

4、设计光路区分自然旋光和法拉第旋光利用法拉第旋光的非互易性。

实验中利用全反镜、半反半透镜使光线两次通过样品,再利用消光法测量旋光角。

两次通过时自然旋光角为零,而法拉第旋光角变为一次通过时的两倍。

即可区分出来。

四、实验数据处理与实验结果1.励磁电流I与与磁感应强度B的关系图二励磁电流I与与磁感应强度B的线性关系由图像可以看出励磁电流I与磁场B满足B=0.3185*I+0.0036的线性关系。

2.测定石英、MR3-2、ZF7的θ~B曲线(1)消光法测得石英、MR3-2、ZF7的θ~B曲线表一消光法测石英的旋光角θ与磁场B的关系由图表可以看出,当样品为石英时,消光法测得法拉第旋光角随磁场大小变化不明显,即石英的法拉第旋光角为2度(0.034889rad)左右,不随磁场变化而变化,又由,θ>0,B>0,则V>0,故石英的法拉第旋光是左旋的。

(2)消光法测得ZF7的θ~B曲线图三消光法测得ZF7的θ~B曲线由上图可看出,ZF7样品的法拉第旋光角与磁场接近于线性关系θ=0.147*B+0.005(rad),且法拉第旋光旋转方向为左旋。

(3)M R3-2的θ~B曲线图四消光法测得MR3-2的θ~B曲线图五倍频法测得MR3-2的θ~B曲线倍频法数据处理过程中舍去了励磁电流为0.35A和0.83A两个数据明显错误的点。

由上表可以得到消光法和倍频法分别测的MR3玻璃的法拉第旋光角θ与磁场B的关系为θ=-0.6767*B+0.0225(rad)和θ=-0.6256*B-0096(rad),且旋光方向是右旋的。

并且,倍频法测得的实验结果要比消光法测得的稍小。

这与两种方法的理论误差有关系,消光法是在直流电通过时寻找消光位置来测量旋光角的,而倍频法是通以交流电,在消光位置时只有倍频信号;实验中倍频法测量结果比消光法更准确。

3.区分自然旋光和法拉第旋光(1)石英表二光线二次通过石英晶体的θ~B关系(2)MR3玻璃图六光线二次通过MR3玻璃时的θ~B关系曲线由上面表格、图像见前面实验石英晶体和MR3玻璃的法拉第旋光角与磁场的θ~B关系,分析知道石英晶体具有旋光性,但是两次通过光路后旋光角接近于0°,说明石英晶体的旋光为自然旋光,具有可逆性。

当光两次通过MR3玻璃后,旋光角大约是相同磁场单程通过时的两倍,说明旋光角加倍,即说明法拉第旋光是不可逆的过程,证明法拉第旋光的非互易性。

4.误差分析(1)实验中磁感应强度B不是直接测得的,而是通过励磁电流I来定标,当特斯拉计放到不同位置时,测得的磁感应强度不同,且示数还会出现不停跳动的情况。

即磁感应强度测量有误差带来了实验结果的误差;(2)在消光法和倍频法测样品θ~B关系过程中,由于个人判断不一样,可能示波器上的图像还没有达到最佳(即光强最弱的消光位置)位置就停止旋转检偏器记录数据带来了实验结果的误差;(3)检偏器读数的误差带来的实验结果误差。

五、实验结果与结论1.实验结果(1)实验测得励磁电流I与磁感应强度B程B=0.3185*I+0.0036的线性关系;(2)改变励磁电流,用消光法分别测得ZF7样品、MR3玻璃及石英在不同强度的磁场下的法拉第旋光角,得出了ZF7样品、MR3玻璃的θ和B分别为为θ=0.147*B+0.005(rad)、的线性关系θ=-0.6767*B+0.0225(rad),石英的法拉第旋光角θ不随磁场改变而改变,数值为2度(0.034889rad)左右;(3)用倍频法测得MR3玻璃的法拉第旋光角θ与磁感应强度B的线性关系为θ=-0.6256*B-0096(rad);(4)利用全反镜和半反半透镜使光线两次通过样品时,测得石英晶体旋光角接近0度,MR3玻璃法拉第旋光角与磁场的θ~B为θ=-1.1452*B+0.0176的线性关系,大约为一次通过时的两倍。

2.实验结论励磁电流与磁感应强度呈线性关系;采用倍频法和消光法测量石英、MR3-2玻璃和ZF7样品在不同强度的磁场下的法拉第旋光角,得出了其θ与B的线性关系。

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