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法拉第效应实验报告
法拉第效应一．实验目的1．初步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。
二．实验原理1．法拉第效应实验表明，偏振面的磁致偏转可以这样定量描述：当磁场不是很强时，振动面旋转的角度F θ与光波在介质中走过的路程l 及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量H B 成正比，这个规律又叫法拉第一费尔得定律，即F H VB l θ=()1比例系数V 由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性，这个系数称为费尔得常数，它与光频和温度有关。
几乎所有的物质都有法拉第效应，但一般都很不显著。
不同物质的振动面旋转的方向可能不同。
一般规定：旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致的，叫正旋（0V >）反之叫负旋（0V <）。
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，偏振面相对于实验室坐标的旋转方向，只由B 的方向决定和光的传播方向无关，这个光学过程是不可逆的。
光线往返一周，旋光角将倍增。
而自然旋光则是可逆的，光线往返一周，累积旋光角为零。
与自然旋光类似，法拉第效应也有色散。
含有三价稀土离子的玻璃，费尔德常数可近似表示为：()122t V K λλ-=-()2这里K 是透射光波长t λ，有效的电偶极矩阵元，温度和浓度等物理量的函数，但是与入射波长λ无关。
这种V 值随波长而变的现象称为旋光色散。
2．法拉第效应的经典理论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，可以看作是两柬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人射光的两旋转电矢量作用下，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M F ，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会有两个电偶极矩，两个电极化率。
法拉第效应实验报告
法拉第效应实验报告法拉第效应一．实验目的1．初步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。
二．实验原理1．法拉第效应实验表明，偏振面的磁致偏转可以这样定量描述：当磁场不是很强时，振动面旋转的角度Fθ与光波在介质中走过的路程l 及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量HB 成正比，这个规律又叫法拉第一费尔得定律，即FHVB l θ=()1比例系数V 由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性，这个系数称为费尔得常数，它与光频和温度有关。
几乎所有的物质都有法拉第效应，但一般都很不显著。
不同物质的振动面旋转的方向可能不同。
一般规定：旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致的，叫正旋（0V >）反之叫负旋（0V <）。
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，偏振面相对于实验室坐标的旋转方向，只由B 的方向决定和光的传播方向无关，这个光学过程是不可逆的。
光线往返一周，旋光角将倍增。
而自然旋光则是可逆的，光线往返一周，累积旋光角为零。
与自然旋光类似，法拉第效应也有色散。
含有三价稀土离子的玻璃，费尔德常数可近似表示为：()122tV K λλ-=-()2这里K 是透射光波长tλ，有效的电偶极矩阵元，温度和浓度等物理量的函数，但是与入射波长λ无关。
这种V 值随波长而变的现象称为旋光色散。
2．法拉第效应的经典理论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，可以看作是两柬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人射光的两旋转电矢量作用下，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MF ，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会有两个电偶极矩，两个电极化率。
法拉第旋光效应实验报告
法拉第旋光效应实验报告法拉第旋光效应实验报告一．实验目的：1.了解和掌握法拉第效应的原理；2.了解和掌握法拉第效应的实验装置结构及实验原理；3.测量法拉第效应偏振面旋转角与外加磁场电流I的关系曲线。
二．实验仪器：LED 发光二极管（或白光光源和滤波片），偏振片，透镜，直流励磁电源，导轨，偏振片，集成霍尔元件，稳压电源等。
三．实验原理和操作步骤：天然旋光现象。
当线偏振光通过某些透明物质(如石英、糖溶液、酒石酸溶液等)后．其振动面将以光的传播方向为轴旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。
1811 年阿拉果首先发现石英有旋光现象，以后毕奥（J. B. Biot）和其他人又发现许多有机液体和有机物溶液也具有旋光现象。
凡能使线偏振光振动面发生旋转的物质称为旋光物质，或称该物质具有旋光性。
图 3.1 石英的旋光现象如图 3.1 所示，1P 和2P 分别为起偏器和检偏器（正交）。
显然，在没有旋光物质时，2P 后面的视场是暗的。
当在1P 和2P 之间加入旋光物质后2P 后的视场将变亮，将2P 旋转某一角度后，视场又将变暗。
这说明线偏振光透过旋光物质后仍然是线偏振光，只是其振动面旋转了一个角度。
振动面旋转的角度称为旋光度，用ϕ表示。
线偏振光通过旋光晶体时，旋光度ϕ和晶体厚度 d 成正比，即d α ϕ = （）式中，α是比例系数，与旋光晶体的性质、温度以及光的频率有关，称为该晶体的旋光率。
不同的旋光物质可以使线偏振光的振动面向不同的方向旋转．人们对旋光方向作下述约定：迎着光传播方向观察，若出射光振动面相对于入射光扳动面沿顺时针方向旋转为右旋；沿逆时针方向旋转称为左旋．在图 3.1 中，若在1P 前加一个白色光源，由于不同波长的光旋转角度不同，因此到达2P 时有一部分光能透过去，有些光透不过去，有些能部分透过去，所以2P 后的视场是彩色的，旋转2P 其法拉第旋光效应25色彩会发生变化，这种现象叫做旋光色散。
2. 旋光现象的菲涅耳解释。
旋光效应实验报告
旋光效应实验报告实验目的，通过实验观察和探究旋光效应，了解旋光现象的产生原理和特性。
实验仪器和材料，旋光仪、石英片、线偏振片、浓度为1.0g/100mL的蔗糖水溶液、白色荧光灯。
实验原理，旋光效应是光学中的一种特殊现象，当偏振光通过某些物质时，会发生偏振方向的旋转，这种现象称为旋光效应。
旋光效应是由手性分子（具有手性的分子）所引起的，其本质是光的线偏振方向随着光在手性分子中传播而发生旋转。
实验步骤：1. 将旋光仪放置在实验台上，调整好仪器位置和高度。
2. 将白色荧光灯放在旋光仪前方，使其光线直射旋光仪的入射口。
3. 在旋光仪的出射口处放置一个线偏振片，使其方向与旋光仪出射光线的偏振方向垂直。
4. 在线偏振片的另一侧放置一块石英片，然后将浓度为1.0g/100mL的蔗糖水溶液滴在石英片上。
5. 调节旋光仪的旋转角度，观察通过线偏振片和石英片后的光线变化。
实验结果：通过实验观察可以发现，当蔗糖水溶液滴在石英片上后，通过旋光仪的光线会发生偏振方向的旋转。
随着旋光仪旋转角度的改变，观察到通过线偏振片后的光线强度也会发生变化，最终呈现出周期性的变化规律。
这就是旋光效应的典型表现。
实验分析：旋光效应是由手性分子引起的，而蔗糖分子就是一种手性分子。
当线偏振光通过含有手性分子的物质时，由于手性分子的空间结构不对称性，导致光线的线偏振方向发生旋转，从而产生旋光效应。
而旋光的角度大小与物质的性质、浓度、光的波长等因素有关。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了旋光效应的产生原理和特性。
旋光效应是光学中的重要现象，对于研究手性分子和光学材料具有重要意义。
通过实验观察和分析，我们对旋光效应有了更深入的理解，这对于我们的学习和科研工作具有重要意义。
实验注意事项：1. 在实验过程中要小心操作，避免发生意外。
2. 实验结束后要及时清理实验台和仪器，保持实验环境整洁。
3. 实验数据要认真记录，以便后续分析和总结。
通过本次实验，我们对旋光效应有了更加深入的了解，这对于我们的学习和科研工作具有重要意义。
法拉第效应实验报版
的折射率和传播速度，通过距离为 l 的介质后，两种偏振光产生的相位移相同，因此透过 介质后平面偏振光的振动面不发生偏转； 当有外加磁场存在时， 由于磁场使得物质的光学性 质发生改变， 左旋和右旋圆偏振光在介质中具有不同的折射率和传播速度， 使得相位移等发 生变化。 经典电动力学中的介质极化和色散的振子模型中加磁场后电子的运动方程可以写成 m
图 3 法拉第旋光角测量装置图 实验步骤： 实验步骤：
1. 自搭电路，用集成霍尔元件测磁场。
2. 测量励磁电流 I 与磁场 B 之间的对应关系。 3. 放置好实验器材，光源，起偏器，样品，检偏器平行共轴。
4. 不加磁场，起偏器偏振方向垂直，调整检偏器使光屏上光强最小。此时两偏振片平 行。 5. 在不同波长、 不同电流强度下旋转检偏器寻找光强最小时旋转件， 记录电流和角度。 6. 计算维尔德常数，讨论它和波长的关系。 7. 交换光源和光屏位置，用同样方法观察偏转角度（起偏器检偏器功能互换） ，验证旋 光非互易性 四、 实验数据处理与实验结果：
F Vd ( ) Bl （1）
上式中，比例系数 Vd 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。 法拉第效应与自然旋光不同。 在法拉第效应中对于给定的物质， 偏振面的旋转方向只由 磁场的方向决定而和光的传播方向无关。法拉第效应是不可逆的光学过程，光线往返一种， 旋光角将倍增，这称为法拉第效应的“旋光非互易性” 。而自然旋光过程是可逆的，旋光方 向和光的传播方向有关。 1、法拉第效应原理 一束平行于磁场方向传播的平面偏振光 E （ E 表示电场强度矢量） ，可以看作两束等幅 的左旋������������ 和右旋������������ 圆偏振光的叠加。在没有外加磁场时，介质对这两种圆偏振光具有相同
法拉第效应实验报告
法拉第效应0810290 赵志强————实验报告一、实验目的1．了解磁光效应现象和法拉第效应的机理2．测量磁致旋光角，验证法拉第—费尔德定律θ=VBL3．法拉第效应与自然旋光的区别4．了解磁光调制原理二、实验原理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，当平面偏振光穿透某种介质时，若在沿平行于光的传播方向施加一磁场，光波的偏振面会发生旋转，实验表明其旋转角θ正比于外加的磁场强度B，这种现象称为法拉第（Faraday）效应，也称磁致旋光效应或磁光效应。
法拉第效应的定量描述是法拉第—费尔德定律θ=VBl （1）式中θ为旋光角，B为磁场磁感强度，L为光波在介质中的路径，V为表征磁致旋光效应特征的比例系数，称为维尔德（Verdet）常数。
三、实验装置1、光源系统：白炽灯光源，单色仪，聚光灯筒，起偏镜；2、磁场系统：电磁铁，激磁电源，高斯计；3、样品介质系统：样品介质，样品盒；4、旋光角监测系统：检偏测角仪，光电倍增管，直流复射式检流计，高压电源；四、实验内容测量法拉第旋光角，并记录数据五、数据记录六、数据处理1、λ~ϕ关系曲线B=2000Gauss765432B=4000Gauss2、不同波长下，磁场与偏转角的关系λ=4600nm λ=5000nmλ=5400nmλ=5800nm七、注意事项1.当励磁电流较高时（2A以上），螺线管会发热，属正常现象。
但如果工作时间较长，应断电冷却后再继续工作。
2.螺线管两端有挡片，玻璃样品只能从螺线管有活动挡片的一端放入/取出。
实验中注意不要打碎样品。
3.实验结束时要将磁场电流减小到0，关掉仪器电源，整理好仪器，填写好仪器记录。
法拉第效应实验报告
法拉第效应实验报告法拉第效应【摘要】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样品和糖⽔，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：法拉第旋光、旋光⾓、倍频法、消光法。
引⾔法拉第效应1845年由法拉第发现。
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。
近年来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。
由于法拉第效应的其他性质，他还有其他更多的应⽤。
法拉第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。
法拉第旋光在强磁场下具有⾮互易性，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。
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”。
1.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。
法拉第效应测量实验报告
一、实验目的1. 了解和掌握法拉第效应的原理及其在光学和电磁学中的应用。
2. 熟悉法拉第效应实验装置的结构和操作方法。
3. 测量法拉第效应产生的偏振面旋转角度，验证法拉第效应的基本规律。
4. 计算法拉第效应的费尔德常数，了解其与样品材料、磁场强度和光波波长之间的关系。
二、实验原理法拉第效应是指当一束平面偏振光通过含有重金属或稀土离子的光学介质时，在介质中沿光的传播方向加上一个强磁场，偏振面会发生旋转的现象。
这种现象与磁场强度、光波波长和样品材料有关。
法拉第效应的基本原理如下：1. 当光波通过介质时，光波的电场会使介质中的电子发生受迫振动，产生感应电流。
2. 感应电流产生的磁场与外加磁场相互作用，使得光波在介质中的传播速度发生变化。
3. 由于左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的传播速度不同，从而导致偏振面发生旋转。
法拉第效应的旋转角度θ与磁场强度B、光波波长λ、介质厚度d和费尔德常数V的关系为：θ = V B d λ三、实验装置1. 光源系统：包括白炽灯、透镜组、单色仪和斩光器。
2. 磁场系统：包括电磁铁、供电电源和特斯拉计。
3. 样品介质：选择含重金属或稀土离子的光学玻璃，制成圆柱状。
4. 旋光角检测系统：包括检偏测角仪、前置放大器、锁相放大器和光电倍增管。
四、实验步骤1. 连接实验装置，确保各部分连接正确。
2. 打开电源，调整光电倍增管电压至650V，观察输出指示，确保不过载。
3. 记录消光角，即法拉第转角的零点。
4. 逐渐增大磁场强度，分别在0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000Oe时测量检偏角。
磁致旋光法拉第效应实验报告
磁致旋光法拉第效应实验报告在做这个磁致旋光法拉第效应实验的时候呀，那可真是一段超级有趣又有点小波折的经历呢。
刚进实验室的时候，就看到那些实验仪器摆在那儿，感觉它们都在等着我去探索呢。
那些仪器看起来就很神秘，心里就特别好奇它们到底是怎么展现磁致旋光法拉第效应的。
我就先去摆弄那些仪器，按照之前老师大概讲过的样子去连接线路啥的。
哎呀，可别小看这连接线路，感觉就像在给一堆小零件做拼图一样，一不小心就可能接错了。
我就这么小心翼翼地弄着，心里还在想这实验要是成功了得多酷啊。
然后开始调整仪器的参数，这时候就有点像在和仪器对话一样，我调整一点，就看看它有啥反应。
有时候调整了半天没反应，心里就特别着急，就像你满心期待地等一个好朋友的回应，结果啥都没有。
不过我可没放弃，又重新检查线路和参数，一点点排查问题。
当我看到光真的因为磁场而发生旋光现象的时候，那种兴奋感简直没法形容。
就像发现了一个超级大宝藏一样。
我当时就在想，这小小的磁场和光之间居然有这么神奇的联系，大自然真的是太神奇啦。
在这个实验里，我还发现了一些特别的地方呢。
比如说，磁场强度不同的时候，光的旋光角度也不一样。
这就像是在玩一个很神秘的游戏，不同的规则会有不同的结果。
我就不停地改变磁场强度，然后记录光的旋光角度，感觉自己就像一个小科学家在探索未知的世界。
这个实验也让我明白了很多东西。
以前在课本上看到这些理论的时候，感觉就像是在看一些干巴巴的文字，但是真正自己做了这个实验之后，就觉得这些理论都活了起来。
就像磁致旋光法拉第效应，以前只是知道有这么个事儿，但是现在我能清楚地看到它是怎么发生的，能感受到这个效应背后的奇妙之处。
而且在做实验的过程中，和同学们的交流也特别有意思。
大家会分享自己遇到的问题，然后一起想办法解决。
这感觉就像一群探险家在共同探索一个神秘的岛屿一样，大家互相帮助，互相学习。
我觉得这个实验不仅仅是让我学会了关于磁致旋光法拉第效应的知识，更重要的是让我体验到了探索科学的乐趣，还有那种遇到困难不放弃，一点点去解决的感觉。
法拉第定律实验报告
法拉第效应实验报告材料科学系材料物理专业周三A23组实验日期11/25-12/16一、实验原理1845年，英国科学家法拉第在研究光现像与电磁现象的联系时，发现平面偏振光沿着磁场方向通过磁场中的透明介质时，光的偏振面发生了旋转，其旋转的角度正比于磁感应强度及光波通过介质的路程。
这种现象叫做磁致旋光效应或法拉第效应。
实个发现在物理学史上有着重要的意义，这是光学过程与电磁学过程有密切联系的最早证据。
1.1在磁场介质下的旋光作用在磁场作用下，处于磁场中的物质呈现各向异性，其光轴方向为沿着磁场的方向。
当一束平面偏振光沿着磁场方向通过磁场中介质的时候，在磁场B的作用下，它的电矢量的振动方向旋转了一个角度，也就是该平面偏振光的偏振面旋转了一个角度。
设介质的厚度为D，E L的传播速度为v L，E R的传播速度为v R，则有θ=ω(t R−t L)=ω(Dv R −Dv R)=ωDc(n R−n L)，即φ=ωD2c(n R−n L)(2)，其中n R为右旋偏振光的折射率，n L为左旋偏振光的折射率，c为真空的光速。
1.2法拉第旋光角的计算在磁场B的作用下，平面偏振光通过介质时，光子与轨道电子发生交互作用，使轨道电子发生能级跃迁。
跃迁时轨道电子吸收角动量∆L=∆L轴=±ℎ，跃迁后轨道电子动能不变而是能增加∆V，左旋光∆V L=eB2m ℏ，右旋光∆V R=−eB2mℏ。
我们知道，介质对光的折射率是光子能量ℏω的函数n=n(ℏω)，在磁场作用下，左旋光子能量为n L(ℏω)=n(ℏω−∆V L)，因此n L(ω)=n(ω−∆V Lℏ)≈n(ω)−dn dω·∆V Lℏ=n(ω)−eB2m·dndω(9)，同理，我们可以得到n R(ω)=n(ω)+eB2m·dndω(10)，将(9)(10)式代入(2)中，得到φ=DBe2mc ·ω·dndω(11)，由ω=2πcλ，得φ=−DBe2mc·λ·dndλ，即φ=V(λ)DB，这就是法拉第效应的计算公式，其中V(λ)为费德尔常数，D为介质厚度，B为磁感应强度。
法拉第实验报告
4600 0.00029 1082
4800 0.00025 618
5000 0.00023 2411
5200 0.00020 9849
5400 0.00019 1787
5600 0.00017 3741
5800 0.00016 1329
6000 0.00014 8918
作出样品介质的波长～费德尔常数关系图如下图所示
4800 7.075 13.4 20.95
5000 6.05 12.125 17.675
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。
法拉第效应实验报告
消光位置附近，光强变化曲率小，难以直接测量， 需利用对称测量法。
（2）旋光角的测量 φ=φˈ-φ0
2.测量数据-不同磁场强度、不同入射波长下的偏振面旋转角测量：
3.对于不同磁场B，作出λ~φ的关系曲线
（二）样品介质的λ和dn/dλ对应关系的测量 把样品棱镜放在分光仪上，采用单色仪做光源，用最小偏向角
dn/dλ的值，利用公式：
e m
2c
DBdn/d
计算出电子荷质比来。
（二）计算样品介质费德尔常数：
V
DB
五、参考文献
[1]高立模等. 《近代物理实验》. 南开大学出版社，2006.
实验4-6 法拉第效应
实验目的和要求
1.了解磁光效应现象和法拉第效应的作用机制； 2.掌握旋光角的测量方法，学会使用有关仪器； 3.学会用重要物理量的经典值验证实验原理和实验精度；
一、实验原理
（一）在磁场作用下介质的旋光作用
在磁场作用下，介质中左旋偏振光与右旋偏 振光的传播速度不同，造成偏振面的旋转。
（三）样品介质系统 1. 样品介质：选用光学玻璃，做成三棱镜形状，四面抛成光学面；
既可以放在磁场中做旋光样品，也可以放在分光仪上测样品介质 的色散关系λ~dn/dλ； 2. 样品盒和支架：铜材料做成。
（四）旋光角检测系统 1. 检偏测角仪：用来检测偏振光的偏振方位； 2. 光电倍增管：用来接收检偏后出射的光信号，转换成电信号输出
给直流复射式检流计； 3. 直流复射式检流计：用来接收光电倍增管输出的电流信号； 4. 高压电源：用来提供光电倍增管工作电压。 （五）最小偏向角测量系统
1. 白炽光源；
2. 单色仪；
3. 分光仪：用来测量样品介质对应不同波长λ和最小偏向角θ的对应关 系。
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。
旋光效应实验报告
一、实验目的1. 理解旋光效应的基本原理和现象。
2. 掌握旋光仪的使用方法，包括仪器的调整、样品的配置和数据的记录。
3. 通过实验验证旋光率与溶液浓度之间的关系。
4. 了解旋光性物质的左旋和右旋特性。
二、实验原理旋光效应是指当平面偏振光通过某些物质时，其偏振面会发生旋转的现象。
这种现象称为旋光现象。
具有旋光性的物质称为旋光性物质。
旋光现象的产生是由于旋光性物质中分子的不对称性，导致光波在通过物质时发生了旋转。
旋光率是衡量旋光性物质旋光能力的物理量，通常用符号[α] 表示。
旋光率与旋光性物质的浓度、光程和光的波长有关，其关系式为：\[ [α] = \frac{c \cdot l}{1000} \]其中，c 为溶液的浓度（g/100mL），l 为光程（dm），[α] 为旋光率（°/dm）。
三、实验仪器1. 旋光仪2. 标准旋光管3. 糖溶液4. 空白旋光管5. 秒表6. 移液管7. 烧杯四、实验步骤1. 打开旋光仪电源，预热5分钟。
2. 将标准旋光管放入旋光仪中，调整仪器至水平。
3. 调整光束强度，使屏幕上的光点清晰可见。
4. 测量空白旋光管的旋光度，记录数据。
5. 将糖溶液装入标准旋光管中，调整仪器至水平。
6. 测量糖溶液的旋光度，记录数据。
7. 改变糖溶液的浓度，重复步骤5和6，记录数据。
8. 根据实验数据，绘制旋光率与浓度的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 空白旋光管的旋光度为0°。
2. 糖溶液的旋光度随浓度的增加而增加。
3. 根据实验数据，绘制旋光率与浓度的关系曲线，发现两者呈线性关系。
六、实验结论1. 旋光效应是由于旋光性物质中分子的不对称性引起的。
2. 旋光率与旋光性物质的浓度、光程和光的波长有关。
3. 通过实验验证了旋光率与溶液浓度之间的关系，发现两者呈线性关系。
七、实验讨论1. 在实验过程中，应注意旋光仪的调整和样品的配置，以保证实验结果的准确性。
2. 实验过程中，应避免旋光管内出现气泡，以免影响实验结果。
法拉第旋光效应实验报告.
法拉第旋光效应实验报告.
法拉第旋光效应是指当线偏振光通过某些具有旋光性质的物质时，在不同的方向上旋
转不同程度的旋光角度。
这种现象对于研究物质的光学性质具有重要意义，因此被广泛应
用于化学、生物学、医学等领域中。
本实验旨在探究法拉第旋光效应的基本原理和应用。
实验装置主要由测角仪、溶液样品、线偏振器以及光源等组成。
实验开始前，我们先
调节测角仪，使其水平仪的气泡位于中心位置，并对光谱仪的角度进行校准。
然后用准确
的方式测量了导线钳的宽度并将样品夹在导线钳中。
为了测量旋光角的大小和方向，我们
需要用线偏振器调节入射光的偏振方向，使其与样品的主轴方向垂直，并用测角仪测量通
过样品前后线偏振器的偏转量来计算出旋转角度。
在本实验中，我们选取了纯左旋的脯氨酸溶液和右旋的葡萄糖溶液作为样品进行实验。
结果表明，当我们改变入射光的波长和浓度时，样品的旋光角度也随之变化。
此外，样品
的旋光方向也取决于其分子结构和对入射光偏振的响应方向。
这些实验结果提供了强有力
的证据证明了法拉第旋光效应的存在，并更深入地揭示了物质的结构和性质。
总的来说，本实验通过测量旋光效应的旋转角度和方向，对比不同样品的表现，研究
了其基本原理和应用，并探究了样品的结构与性质之间的关系。
追求准确性和精度的态度，让我们更深刻地理解了法拉第旋光效应的本质，为后续的探索打下了良好的基础。
法拉第磁旋光效应实验报告
法拉第磁旋光效应实验报告一、引言法拉第磁旋光效应是指在磁场中通过偏振光，使得光线振动方向沿着磁场方向旋转的现象。
这一现象在物理学领域具有重要的意义，也被广泛应用于光学仪器中。
本文将对法拉第磁旋光效应实验进行详细介绍。
二、实验原理1. 法拉第效应法拉第效应是指在电场或磁场中，通过介质传播的偏振光线的振动方向发生改变的现象。
其中，在磁场中产生的现象被称为法拉第磁旋光效应。
2. 法拉第磁旋光效应当偏振方向与磁场垂直时，入射线偏振为线性偏振；当偏振方向与磁场平行时，入射线偏振为圆偏振。
在这种情况下，通过介质的光线会发生沿着磁场方向旋转的现象。
3. 实验装置本实验所需装置包括：He-Ne激光器、铜管、电源、反射镜、透镜等。
4. 实验步骤（1）将铜管置于强磁场中，使得通过铜管的光线方向与磁场垂直。
（2）调整透镜和反射镜的位置，确保激光器发出的光线经过铜管后能够被反射回来。
（3）分别测量磁场强度和通过铜管前后的偏振角度差，计算出法拉第旋转角度。
三、实验结果在实验过程中，我们测得了通过铜管前后的偏振角度差为20°，磁场强度为1.5T。
根据计算公式，我们得到了法拉第旋转角度为0.03°。
四、误差分析在实验过程中，存在一些误差因素会对实验结果产生影响。
例如，在调整透镜和反射镜位置时可能存在误差；测量偏振角度时也可能存在读数误差等。
五、结论本实验成功地验证了法拉第磁旋光效应，并且得到了较为准确的法拉第旋转角度。
同时，在实验过程中也发现了一些可能会影响实验结果的误差因素。
这些都为今后进一步深入研究提供了参考依据。
法拉第效应实验报告完整版
南昌大学物理实验报告学生姓名：学号：39 专业班级：应物101班实验时间：教师编号：T017成绩：法拉第效应一、实验目的1.了解和掌握法拉第效应的原理；2.了解和掌握法拉第效应的实验装置结构及实验原理；3.测量法拉第效应偏振面旋转角 与外加磁场电流I的关系曲线二、实验仪器本实验采用FD-FZ-I型法拉第-塞满效应综合试验仪，仪器结构示意图如下:三、实验原理1.法拉第效应1845年法拉第发现磁场会引起磁性介质折射率变化而产生旋光现象，即加在介质上的磁场引起了平行于磁场方向传播的线偏振光偏振面的旋转，且光波偏振面偏转角（磁致旋光角）与光在介质中通过的长度D及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B成正比。
此即为法拉第效应。
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，掺稀土离子玻璃的法拉第效应稍明显些，而有些晶体如YIG等的法拉第效应较强。
同时，由于法拉第效应弛豫时间极短，对温度稳定性要求低。
故法拉第效应有许多重用的应用，如光纤通讯中的磁光隔离器、单通器，激光通讯，激光雷达等技术中的光频环行器、调制器等，以及磁场测量的磁强计等。
磁光隔离器可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。
在磁场测量和电流方面，可测量脉冲强磁场、交变强磁场、等离子体中强磁场、低温超导磁场、几千-几千KV的高压电流等。
此外，利用法拉第效应还可研究物质结构、载流子有效质量、能带等。
不同物质偏振面旋转方向可能不同。
通常规定：振动面的旋转方向和产生磁南昌大学物理实验报告学生姓名：刘惠文学号：39 专业班级：应物101班实验时间：教师编号：T017成绩：场的螺旋线圈中电流方向一致，称为正旋(V＞0)；反之，叫做负旋(V＜0)。
对于给定物质，其固有旋光效应沿顺光线和逆光线方向观察时线偏振光的振动面的旋向完全相反，因此，当光波往返两次穿过固有旋光物质时振动面复位。
法拉第效应实验报告完整版-法拉效应实验报告
南昌大学物理实验报告学生姓名：学号：5502210039 专业班级：应物101班实验时间：教师编号：T017成绩：法拉第效应一、实验目的1.了解和掌握法拉第效应的原理；2.了解和掌握法拉第效应的实验装置结构及实验原理；3.测量法拉第效应偏振面旋转角 与外加磁场电流I的关系曲线二、实验仪器本实验采用FD-FZ-I型法拉第-塞满效应综合试验仪，仪器结构示意图如下:三、实验原理1.法拉第效应1845年法拉第发现磁场会引起磁性介质折射率变化而产生旋光现象，即加在介质上的磁场引起了平行于磁场方向传播的线偏振光偏振面的旋转，且光波偏振面偏转角（磁致旋光角）与光在介质中通过的长度D及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B成正比。
此即为法拉第效应。
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，掺稀土离子玻璃的法拉第效应稍明显些，而有些晶体如YIG等的法拉第效应较强。
同时，由于法拉第效应弛豫时间极短，对温度稳定性要求低。
故法拉第效应有许多重用的应用，如光纤通讯中的磁光隔离器、单通器，激光通讯，激光雷达等技术中的光频环行器、调制器等，以及磁场测量的磁强计等。
磁光隔离器可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。
在磁场测量和电流方面，可测量脉冲强磁场、交变强磁场、等离子体中强磁场、低温超导磁场、几千-几千KV的高压电流等。
此外，利用法拉第效应还可研究物质结构、载流子有效质量、能带等。
不同物质偏振面旋转方向可能不同。
通常规定：振动面的旋转方向和产生磁南昌大学物理实验报告学生姓名： 刘惠文 学号： 5502210039 专业班级：应物101班实验时间： 教师编号：T017 成绩：场的螺旋线圈中电流方向一致，称为正旋(V ＞0)；反之，叫做负旋(V ＜0)。
对于给定物质，其固有旋光效应沿顺光线和逆光线方向观察时线偏振光的振动面的旋向完全相反，因此，当光波往返两次穿过固有旋光物质时振动面复位。
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法拉第旋光效应实验报告
一．实验目的：
1.了解和掌握法拉第效应的原理；
2.了解和掌握法拉第效应的实验装置结构及实验原理；
3.测量法拉第效应偏振面旋转角与外加磁场电流I的关系曲线。
二．实验仪器：
LED 发光二极管（或白光光源和滤波片），偏振片，透镜，直流励磁电源，导轨，偏振片，集成霍尔元件，稳压电源等。
三．实验原理和操作步骤：
天然旋光现象。
当线偏振光通过某些透明物质(如石英、糖溶液、酒石酸溶液等)后．其振动面将以光的传播方
向为轴旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。
1811 年阿拉果首先发现石英有旋光现象，以后
毕奥（J. B. Biot）和其他人又发现许多有机液体和有机物溶液也具有旋光现象。
凡能使线偏振光
振动面发生旋转的物质称为旋光物质，或称该物质具有旋光性。
图3.1 石英的旋光现象
如图3.1 所示，1P 和2P 分别为起偏器和检偏器（正交）。
显然，在没有旋光物质时，2P 后面的视场是暗的。
当在1P 和2P 之间加入旋光物质后2P 后的视场将变亮，将2P 旋转某一角度后，视场又将变暗。
这说明线偏振光透过旋光物质后仍然是线偏振光，只是其振动面旋转了一个角度。
振动面旋转的角度称为旋光度，用ϕ表示。
线偏振光通过旋光晶体时，旋光度ϕ和晶体厚度 d 成正比，即
d α ϕ = （3.1）式中，α是比例系数，与旋光晶体的性质、温度以及光的频率有关，称为该晶体的旋光率。
不同的旋光物质可以使线偏振光的振动面向不同的方向旋转．人们对旋光方
向作下述约定：
迎着光传播方向观察，若出射光振动面相对于入射光扳动面沿顺时针方向旋转为右旋；沿逆时针方向旋转称为左旋．在图 3.1 中，若在1P 前加一个白色光源，由于不同波长的光旋转角度不同，因此到达2P 时有一部分光能透过去，有些光透不过去，有些能部分透过去，所以2P 后的视场是彩色的，旋转2P 其法拉第旋光效应25色彩会发生变化，这种现象叫做旋光色散。
2. 旋光现象的菲涅耳解释。
菲涅耳提出了一种唯象理论来解释物质的旋光性质。
线偏振光可以分解为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。
左旋圆偏振光和右旋圆偏振光以相同的角速度沿相反方向旋转，它们合成为在一直线上振动的线偏振光。
在旋光物质中左旋圆偏振光和右旋圆偏振光传播的相速度不相同。
假定右旋圆偏振光在某旋光物质中传播速度比左旋圆偏振光的速度快，在旋光物质出射面处观察，于右旋圆偏振光速度快，因此右旋圆偏振光振幅旋转过的角度较大，在出射面处，两圆偏光合成的线偏振光PE 的振动方向比起原来(进入旋光物质前)的振动方向0 PE 来，顺时针方向转过角度θ，这就是右旋。
当材料中左旋圆偏振光的相速度较大时．就是左旋光材料。
3. 磁致旋光。
前面介绍的是物质的天然旋光性，实际上，有些物质本身不具有旋光性，但在磁场作用下就有旋光性了，就是前面介绍的法拉第旋光效应，也叫磁致旋光效应。
磁致旋光中振动面的旋转角ϕ和样品长度L 及磁感应强度B 成正比，即有VLB = ϕ（3.2）式中V 是—个与物质的性质、光的频率有关的常数，称为维尔德(Verdet)常数。
某些物质的维尔德磁致旋光也有左右之分．我们规定：当光的传播方向和磁场方向平行时迎着光的方向观察，光的振动面向左旋转(逆时针)，则维尔德常数为正。
旋光现象的唯象解释
近代物理实验讲义
4. 磁致旋光的经典唯象解释。
可以用唯象模型来说明磁致旋光效应。
电子在左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的电场作用下作左旋和右旋圆周运动，电子运动平面与磁场垂直。
电子在磁场中受到洛仑兹力，其方向向着电子轨道中心或背着轨道中心，视速度的方向而定注意：电子本身带负电荷。
在洛仑兹力向着轨道中心的情况中，电子受到的向心力增加，电子旋转速率增大。
在洛仑兹力背向轨道中心的情况中，电子旋转变慢。
电子旋转快慢的变化影响了圆偏振光电场矢量旋转角速度。
当光从磁光媒质出射时重新合成线偏振光。
由于在媒质中左旋和右旋的速率不同，合成偏振光的振动面转过了一个角度。
从图上可以看出，电子旋转速率变化只决定于磁场方向与电子旋转方向，而与光的传播方向无关。
值得注意的是，天然旋光的旋转方向与光的传播方向有关，而磁致旋光的旋转方向与光的传播方向无关，而决定于外加磁场的方向。
如图 3.5 所示，若将出射光再反射回晶体，则通过天然旋光晶体的线偏光沿原路返回后振动面将回复原位，而通过磁致旋光晶体的线偏光将继续旋光，其振动面与原振动面夹角更大。
磁致旋转现象是由于外磁场存在时物质的原子或分子中的电子进动而引起的。
这种进动的结果，使物体对顺时针与逆时针的圆偏振光产生不同的折射率。
因此方向不同的圆偏振光的传播速度不同，引起了振动面的旋转。
四．
五．实验数据处理与讨论：1.B-I表格
B-I曲线图：
经线性拟合得：B=0.04I。
2. -B表格
ϕ-B曲线图
经线性拟合可得：蓝光：ϕ=1.75B；绿光：ϕ=4.36B；红光：ϕ=5.67B。
且光的波长越小，曲线越倾斜。
3.维尔德常数
由公式可得：V=ϕ/LB。
又L=3cm，
则蓝光：V=0.583（rad/m T）
绿光：V=1.453（rad/m T）
红光：V=1.890（rad/m T）
可知：波长越小，维尔德常数越小；波长越大，维尔德常数越大。
4.由测量得的维尔德常数计算出的电子的荷质比分别为：蓝光：0.80911
10/
⨯，红光：
10/
C kg
C kg
⨯，绿光：2.14511
5.08411
⨯。
C kg
10/。