磁光克尔效应数据处理
磁学实验数据处理与分析
磁学实验数据处理与分析磁学实验是物理学中的重要实验之一，通过实验数据的处理与分析，可以更好地理解磁学的基本原理，并从中获得有用的信息。
本文将介绍磁学实验数据处理与分析的步骤和方法。
一、实验数据处理1. 数据收集与整理在进行磁学实验时，首先需要收集实验数据。
常见的磁学实验包括磁感应强度的测量、磁场的分布测量等。
在收集实验数据时，要确保数据的准确性和完整性，尽量避免产生误差。
收集到的数据需要进行整理，包括去除异常值、归一化处理等。
异常值是指与其他数据相比明显偏离的数值，可能是由于实验设备故障或人为误操作导致的。
删除异常值可以提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据标定与单位转换对于磁学实验数据，常常需要进行标定和单位转换。
标定是指将原始数据转化为实际物理量的过程。
例如，在测量磁感应强度时，通过标定可以将所得的电压值转化为磁感应强度值。
单位转换是指将数据从一个单位转化为另一个单位。
例如，将磁感应强度的单位从特斯拉转换为高斯。
单位转换需要根据实验的具体要求进行。
3. 数据分组与统计在磁学实验中，常常需要将数据按照一定的规则进行分组，并对每组数据进行统计分析。
例如，可以将磁感应强度的数据按照不同的位置或不同的距离进行分组，并计算每组数据的平均值、标准差等统计量。
数据分组与统计可以帮助我们更好地了解实验数据的特征和规律，发现其中的规律和异常。
二、实验数据分析1. 数据可视化对于磁学实验数据，可以通过绘制图表来进行分析和展示。
常用的图表包括折线图、柱状图、散点图等。
绘制图表时，要选择合适的图表类型，使得数据的特征更加明显、直观。
同时，要保证图表的美观，标题、坐标轴的标签等要清晰可读。
2. 数据拟合与回归分析对于一些复杂的磁学实验数据，可能需要进行数据拟合和回归分析，以找出数据中的规律和趋势。
拟合是指利用数学模型来拟合实验数据，以求得最佳拟合曲线。
回归分析则是通过建立数学模型，确定变量之间的关系。
通过数据拟合和回归分析，可以进一步深入挖掘实验数据中的信息，提供更加准确的预测和分析结果。
磁科尔效应实验报告
一、实验目的1. 理解磁光科尔效应的基本原理。
2. 通过实验观察并测量磁光科尔效应的现象。
3. 探讨磁光科尔效应在不同条件下的变化规律。
二、实验原理磁光科尔效应，又称次电光效应（QEO），是指当一束光通过响应于电场的材料时，材料的折射率发生变化的现象。
这种现象与普克尔斯效应不同，其诱导折射率的变化与电场的平方成正比。
磁光科尔效应分为克尔电光效应（直流科尔效应）和光克尔效应（交流科尔效应）两种特殊情况。
三、实验器材1. 磁光克尔效应实验装置2. 可调直流电源3. 可调交流电源4. 光源5. 分束器6. 折射率测量仪7. 计时器8. 记录本四、实验步骤1. 将磁光克尔效应实验装置连接好，确保各部分连接牢固。
2. 打开光源，调整光源强度，使其稳定。
3. 将分束器置于光源和样品之间，调整分束器，使部分光束照射到样品上，另一部分光束作为参考光束。
4. 调整样品，使其位于光路中心。
5. 打开可调直流电源，调整电压，使样品受到直流电场作用。
观察折射率测量仪的示数，记录数据。
6. 关闭直流电源，打开可调交流电源，调整电压和频率，观察折射率测量仪的示数，记录数据。
7. 重复步骤5和6，分别记录不同电压、频率下的折射率变化数据。
8. 分析实验数据，探讨磁光克尔效应的变化规律。
五、实验结果与分析1. 直流电场下，样品的折射率随电压平方增大而增大，符合磁光克尔效应的特点。
2. 交流电场下，样品的折射率随电压平方增大而增大，但随频率变化而变化。
当频率较高时，折射率变化较小；当频率较低时，折射率变化较大。
3. 通过实验数据分析，得出磁光克尔效应的变化规律如下：- 直流电场下，折射率变化与电压平方成正比。
- 交流电场下，折射率变化与电压平方成正比，但随频率变化而变化。
六、实验结论1. 磁光克尔效应实验成功观察到磁光克尔效应现象。
2. 实验结果表明，磁光克尔效应与电压平方成正比，且随频率变化而变化。
3. 该实验验证了磁光克尔效应的基本原理，为磁光克尔效应在光学信息处理、光通信等领域的研究提供了实验依据。
磁光克尔效应实验研究
磁光克尔效应实验研究一、引言磁光效应是一种物理现象，其中光的传播受到磁场的影响。
克尔效应是指极化光线遭遇磁场后会发生克尔旋转。
磁光克尔效应实验是研究这一现象的重要途径。
本文将探讨磁光克尔效应的基本原理和实验方法。
二、磁光效应的基本原理磁光效应的基本原理是当光线通过介质时，介质中的原子或分子会对光线产生各种影响。
在外加磁场的情况下，这种影响会发生变化，导致光线的特性发生改变。
克尔效应是其中的一种，即光线的振动方向会随磁场的变化而发生旋转。
三、磁光克尔效应实验方法磁光克尔效应实验是通过实验装置和光学器件进行的。
实验过程中，首先需要准备好光源、磁场发生器和探测器等设备。
然后将这些设备连接在一起，调节磁场强度和光线入射角度，观察光线经过磁场后的旋转情况。
四、磁光克尔效应实验研究磁光克尔效应实验的研究旨在探讨克尔旋转角度与磁场强度、介质性质等因素之间的关系。
通过实验数据的分析和处理，可以得出光线旋转角度随磁场变化的规律，并研究不同介质对磁光效应的影响。
五、实验结果与讨论根据实验数据，可以得出光线旋转角度与磁场强度呈线性关系的结论。
同时，不同介质对光线旋转的影响也存在差异，这可能与介质的磁性和光学性质有关。
通过实验结果的分析，可以深入探讨磁光效应的机制和应用。
六、结论磁光克尔效应实验为研究磁光效应提供了重要的实验依据。
通过实验可以探讨克尔旋转现象的机制和规律，深化对光学现象的理解。
磁光效应在光电信息领域具有重要的应用潜力，未来的研究将进一步拓展其在光学器件和通信技术中的应用。
以上是对磁光克尔效应实验研究的一些探讨，希望可以为相关领域的研究提供一定的参考价值。
参考文献： 1. X. Zhang, Y. Wang. (2020) Magnetic field modified magneto-optical effects and ultrafast magnetization manipulation in plasmonicnanostructures. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 500:166249. 2. Y. Liu, Z. Chen. (2019) Magnetic field-induced polarization conversion and optical isolation based on magnetoplasmonics. Nanoscale, 11:19026-19033.。
磁光克尔 实验报告
磁光克尔实验报告引言磁光效应是指光波在磁场中传播时发生的旋光现象。
克尔效应是磁光效应的一种特殊现象，指的是在磁场中垂直于磁场方向的光波传播时，会发生旋光现象。
磁光克尔实验是用来研究磁光效应的一种常用实验方法，本实验旨在通过观察和测量克尔角来研究磁光克尔效应，并验证克尔关系式。
实验装置与原理实验装置主要由磁铁、起偏器、检偏器、光源、光阑、样品、读数器等组成。
光源经过起偏器后，成为偏振光，通过光阑后遇到样品，样品中的光将发生旋光，然后再通过检偏器，最后进入读数器进行测量。
克尔角是克尔效应的一个重要参数，定义为磁场方向与光轴方向（矩形截面晶体的主平面内）法线的夹角。
克尔角的大小直接与样品的性质及磁场的强弱有关。
实验步骤1. 将实验装置按照要求搭建好，调整起偏器和检偏器的角度，使其相互垂直。
2. 使用光源照射样品，调整磁铁的电流大小，观察检偏器的显示值，并记录下来。
3. 改变磁场的方向，逐渐增加电流大小，记录下检偏器的显示值。
4. 根据记录的数据绘制出克尔角随磁场强度的变化曲线。
数据处理与分析根据实验记录的数据，我们可以得到克尔角随磁场强度的变化曲线。
根据克尔关系式可以得到：K = V / (L * B)其中，K为克尔角，V为检偏器的显示值，L为样品的长度，B为磁场的强度。
通过绘制曲线，我们可以观察到克尔角随磁场强度的变化趋势。
一般来说，随着磁场强度的增加，克尔角会呈现出先增大后减小的趋势。
这是因为在磁场较弱时，磁光效应相对较小，克尔角较小；随着磁场强度的增加，磁光效应逐渐强化，克尔角也逐渐增大；当磁场达到一定强度后，由于样品本身的特性限制，克尔角开始减小。
结论通过本次实验，我们成功研究了磁光克尔效应，并验证了克尔关系式。
我们观察到克尔角随磁场强度的变化曲线，并根据该曲线得出了克尔角随磁场强度变化的一般规律。
此外，我们还了解到了磁光克尔效应在光学、材料学等领域的重要应用。
总的来说，本实验对我们深入理解磁光效应以及克尔效应的产生机制起到了重要的作用，为进一步研究相关领域的理论和应用提供了实验基础。
磁光效应物理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解磁光效应的原理及其在光学领域中的应用；2. 掌握磁光效应实验的基本操作；3. 通过实验，测定磁光效应中的一些关键参数，如磁光克尔效应和法拉第效应；4. 分析实验数据，得出磁光效应的相关规律。
二、实验原理磁光效应是指电磁波在磁场中传播时，其电磁场分布发生变化的现象。
主要包括磁光克尔效应和法拉第效应。
1. 磁光克尔效应：当线偏振光通过具有磁光性质的介质时，其偏振面会旋转一个角度，称为克尔角。
克尔效应的大小与磁场的强度和介质的磁光常数有关。
2. 法拉第效应：当线偏振光通过具有法拉第效应的介质时，其偏振面会旋转一个角度，称为法拉第角。
法拉第效应的大小与磁场的强度、介质的法拉第常数以及光在介质中的传播速度有关。
三、实验仪器与材料1. 磁光克尔效应实验装置：包括线偏振光源、磁光克尔效应样品、检偏器、光电池等；2. 法拉第效应实验装置：包括线偏振光源、法拉第效应样品、检偏器、光电池等；3. 直流稳压电源、磁铁、光具座、光电池读数仪等。
四、实验步骤1. 磁光克尔效应实验：（1）将线偏振光源发出的光通过检偏器，得到线偏振光；（2）将线偏振光照射到磁光克尔效应样品上，调节磁铁的位置，使样品处于磁场中；（3）通过检偏器观察光电池的输出信号，记录克尔角；（4）改变磁场强度，重复上述步骤，得到一系列克尔角数据。
2. 法拉第效应实验：（1）将线偏振光源发出的光通过检偏器，得到线偏振光；（2）将线偏振光照射到法拉第效应样品上，调节磁铁的位置，使样品处于磁场中；（3）通过检偏器观察光电池的输出信号，记录法拉第角；（4）改变磁场强度，重复上述步骤，得到一系列法拉第角数据。
五、实验数据整理与归纳1. 对磁光克尔效应实验数据进行处理，得到克尔角与磁场强度的关系曲线；2. 对法拉第效应实验数据进行处理，得到法拉第角与磁场强度的关系曲线；3. 根据实验数据，分析磁光克尔效应和法拉第效应的规律。
六、实验结果与分析1. 磁光克尔效应实验结果表明，克尔角与磁场强度呈线性关系，符合磁光克尔效应的规律；2. 法拉第效应实验结果表明，法拉第角与磁场强度呈线性关系，符合法拉第效应的规律；3. 通过实验，验证了磁光效应在光学领域中的应用，如光学隔离器、光开关等。
表面磁光克尔效应实验
当两个偏振方向之间有一个小角度时，通过 偏振棱镜2的光线有一个本底光强。反射光偏振面 旋转方向同向时光强增大，反向时光强减小，这 样样品的磁化方向可以通过光强的变化来区分。
表面磁光克尔效应实验扫描图样
克尔信号分析
虽然表面磁光克尔效应的测量结果是克尔 旋转角或者克尔椭偏率，并非直接测量磁 性样品的磁化强度。但是在一阶近似的情 况下，克尔旋转角或者克尔椭偏率均和磁 性样品的磁化强度成正比。表面磁光克尔 效应实际上测量的是磁性样品的磁滞回线， 因此可以获得矫顽力、磁各向异性等方面 的信息。
磁性材料可分为顺磁质、抗磁质、铁磁质等， 磁性材料可分为顺磁质、抗磁质、铁磁质等，它们 的磁化机制各不相同在这里不作详细介绍。 的磁化机制各不相同在这里不作详细介绍。 磁性材料又可分为硬磁材料、软磁材料、 磁性材料又可分为硬磁材料、软磁材料、矩磁材料 等等，它们的磁滞回线是各有特点的 等等，它们的磁滞回线是各有特点的
B
B
B
O
H
H
O
H
硬磁材料 软磁材料 矩磁材料
磁化原理
（1）、一般材料的磁化原理 ）、一般材料的磁化原理 B0
（a）无外磁场时
B/
（b）有外磁场时
（2）、铁磁质的磁化原理 ）、铁磁质的磁化原理B0Fra bibliotek（a）无外磁场时
（b）有外磁场时
课后问题
如何判断是哪种克尔效应？
如何判断正负克尔效应？正负克尔效应的产 生与什么因素有关？
2．纵向克尔效应：磁化方向在样品膜面内， 并且平行于入射面。纵向克尔信号的强度 一般随光的入射角的减小而减小，在零入 射角时为零。
3．横向克尔效应：磁化方向在样品膜面内， 并且垂至于入射面。横向克尔效应中反射 光的偏振状态没有变化。
【精品】用表面磁光克尔效应实验系统测量铁磁性薄膜的磁滞回线
用表面磁光克尔效应实验系统测量铁磁性薄膜的磁滞回线及计算克尔旋转角摘要：用表面磁光克尔效应测量铁磁材料的磁滞回线，并求得在饱和状态下的克尔旋转角.对于很多磁性薄膜，易磁轴方向为纵向，通常纵向克尔效应较明显。
用自制装置可研究磁性材料表面的磁性质，现此实验已在近代物理实验中应用.关键词:克尔效应;磁滞回线；克尔旋转角1985年,科学家对表面磁光克尔效应的研究能达到亚原子单层的磁性探测灵敏度和易于与超高真空系统结合的特点，使得它在近些年已经发展成为一种重要常规的研究薄膜磁学性质的技术.现今它被广泛应用于研究表面超薄膜的磁有序、磁性相变、磁各向异型，以及层间耦合等多种磁学现象，同时表面磁光克尔效应在商业上还被用于高密度的磁光存储技术研究和测量。
和其他磁性测量手段相比,表面磁光克尔效应测量磁性材料磁性具有很多优点,如测量灵敏度高、非接触式测量、测量同一样品厚度不等的楔形磁性薄膜以及可以将待测样品放在真空中原位测量等.笔者应用复旦天欣科教仪器公司生产的FD-SMOKE-A表面磁光克尔效应实验系统用于研究材料表面的磁性质,取得较好的实验效果.1.SMOKE实验原理当线偏振光入射到不透明样品表面时,如果样品是各向异性的,反射光将变成椭圆偏振光且偏振方向会发生偏转.而如果此时样品为铁磁状态，还会导致反射光偏振面相对于入射光的偏振面额外再转过一小角度,这个小角度称为克尔旋转角θk,即椭圆长轴和参考轴间的夹角，如图1所示.同时,一般而言，由于样品对p偏振光和s偏振光的吸收率不同,即使样品处于非磁状态,反射光的椭偏率也要发生变化,而铁磁性会导致椭偏率有一附加的变化,这个变化，即椭圆长短轴之比.称为克尔椭偏率εk按照磁场相对入射面的配置状态不同,表面磁光克尔效应可以分为3种：a.极向克尔效应，其磁化方向垂直于样品表面并且平行于入射面；b.纵向克尔效应，其磁化方向在样品膜面内，并且平行于入射面;c.横向克尔效应，其磁化方向在样品膜面内，并且垂直于入射面。
克尔效应实验报告
近代物理实验报告实验题目：表面磁光克尔效应班级：学号：学生姓名：实验教师：表面磁光克尔效应实验报告一、实验目的(1)了解表面磁光克尔效应的原理和实验方法；(2)掌握表面磁光克尔效应谱的测量和应用。
二、实验装置（1）光学减震台；（2）光路系统,包括入射光路与接收光路；（3）励磁电源主机和可程控电磁铁；（4）前级放大器和直流电源组合器（a.为激光器提供精密稳压电源；b.将光电检测装置接收到的克尔信号作前级放大，并送入系统控制装置中的信号检测装置中；c.将霍尔传感器探测到的信号送入检测装置)；（5）信号检测主机；（6）控制系统和计算机。
三、实验原理磁光效应有两种：法拉第效应和克尔效应，1845 年，Michael Faraday 首先发现介质的磁化状态会影响透射光的偏振状态，这就是法拉第效应。
1877 年，John Kerr 发现铁磁体对反射光的偏振状态也会产生影响，这就是克尔效应。
克尔效应在表面磁学中的应用，即为表面磁光克尔效应（surface magneto-optic Kerr effect）。
它是指铁磁性样品（如铁、钴、镍及其合金）的磁化状态对于从其表面反射的光的偏振状态的影响。
当入射光为线偏振光时，样品的磁性会引起反射光偏振面的旋转和椭偏率的变化。
表面磁光克尔效应作为一种探测薄膜磁性的技术始于1985 年。
图1 表面磁光克尔效应原理如图 1 所示，当一束线偏振光入射到样品表面上时，如果样品是各向异性的，那么反射光的偏振方向会发生偏转。
如果此时样品还处于铁磁状态，那么由于铁磁性，还会导致反射光的偏振面相对于入射光的偏振面额外再转过了一个小的角度，这个小角度称为克尔旋转角θk。
同时，一般而言，由于样品对p光和s 光的吸收率是不一样的，即使样品处于非磁状态，反射光的椭偏率也发生变化，而铁磁性会导致椭偏率有一个附加的变化，这个变化称为克尔椭偏率εk由于克尔旋转角θk和克尔椭偏率εk都是磁化。
强度M的函数。
表面磁光克尔效应实验Ver2.0
2 2
（4） 整理得到：
I E p ( 2 2 k )
2
（5） 无外加磁场时：
I0 E p 2
2
（6） 所以有：
I I 0 (1 2 k / )
（7） 于是在饱和状态下的克尔旋转角 k 为：
k
I ( M S ) I ( M S )
样品
k
起偏器
检偏器
图1
表面磁光克尔效应原理
根据磁场相对于入射面的相对方位不同，磁光克尔效应可以分为极向克尔 效应、纵向克尔效应和横向克尔效应三种类型。如图 2 所示，当磁化方向垂至于 样品表面时，此时的克尔效应称作极向克尔效应。通常情况下，极向克尔信号的 强度随光的入射角的减小而增大，在零度入射角(垂直入射)时，克尔信号的强度 最大。如图 3 所示，当磁化方向在样品膜面内，并且平行于入射面时，此时的克 尔效应称作纵向克尔效应。纵向克尔信号的强度一般随光的入射角的减小而减 小，在零度入射角时，克尔信号的强度为零。通常情况下，纵向克尔信号中，无 论是克尔旋转角还是克尔椭偏率都要比极向克尔信号小一个数量级。 因此纵向克 尔效应的探测远比极向克尔效应困难。但对于很多薄膜样品，易磁轴往往平行于 样品表面，因而只有在纵向克尔效应配置下样品的磁化强度才容易达到饱和，故 纵向克尔效应对于薄膜样品的磁性研究来说十分重要。如图 4 所示，当磁化方向 在样品膜面内，并且垂至于入射面时，此时的克尔效应称作横向克尔效应。横向 克尔效应中，反射光的偏振状态不发生变化，仅在 p 偏振光(偏振方向平行于入 射面)入射时，反射率有很小的变化。
4 I0
I
4 I0
（8）
I ( M S ) 和 I ( M S ) 分别是正负饱和状态下的光强。从式（8）可以看出，光强
二维磁光柯尔效应的测量
谢谢大家！
X=14.5mm
计算得到X=14.5mm 时，shoulder位置在 Z=8.63mm处
同样得到X=19.5mm 时，shoulder位置 在Z=8.40mm处
得到Fe的边界表示为： Z=-0.047X+9.32
沿Cr等高线测量结果
在Cr厚度一定的条件下测量不同Fe厚度下，K1与K2的 值。
K1,2
KV
KS d
[3]
以K1为例，在各种
Cr厚度均显示了对
1/d的良好线性，且
斜率几乎相等。
参考文献
[1]，Z.Q.Qiu S.D.Bader Surface magneto-optic kerr effect
[2]、[3]，N.A.Morley S.L.Tang et al. , J. Appl. Phys. 97 10H501.
The sign and magnitude of these effects are proportional to M and its direction.
实验光路
Polarizer Laser
sample
H
φ’
Analyzer
δ 【1】
Detector
测量结果示例
矫顽场 Hc
饱和磁化 强度Ms
马达控制程序
实时显示马达位 置
令马达回到起始 时的位置
输入起始时两个方向 上马达位置的读数
输入两个方向上所 需位移大小
马达与kerr测量结合后的程序
马达运行参 数设定区
测量基本参 数设定区
测量结果显示 区
测量及数据处理
以横向扫描7mm，纵向扫描6.6mm，测量步长均为 0.2mm为例。得到1155组数据。
表面磁光效应
五．数据处理与分析
纵向克尔效应图样
实验数据分析：如上图所示，磁化强度达到饱和的样品，在正向磁场的作用下，随着磁场强度的缓慢增大，引起反射光偏振面的旋转和椭偏率的变化，光强逐渐变大，当样品磁化度达到饱和，光强不再随所加磁场变化；反向加磁场，光强逐渐减少，直到样品完全消磁，光强不再随所加磁场变化。
六．实验总结：通过实验过程和数据处理，了解了表面磁光克尔效应的原理和实验方法，在实验中定性采集样品的克尔信号和磁滞回线，进一步分析薄膜材料的特性，初步了解了表面磁光克尔效应谱在膜材料中的测量和应用。
在实验过程中，调节实验仪器这一步骤要特别有耐心，特别是消光，其中任何一个光学仪器偏一点点，就会使整个光路跑偏，从而探测不到信号，从而影响测量的结果，因此在对准光源的时候要特别小心。
七．思考题
1.如何正确判断正负克尔效应？正负克尔效应产生与什么因素有关？
答：当两个偏振方向之间有一个很小的角度时，通过偏振楞镜2的光线有一个本底光强。
反射光偏振面旋转方向同相时光强增大，反方向是光强减少，这样样品的磁化方向可以通过光强的变化来区分。
正负克尔效应的产生与偏振光的偏振方向有关。
2.试验中用到的材料是哪种磁性材料？
答：试验中所使用的材料是矩磁材料。
基于磁光克尔效应的磁畴观测与处理系统
于磁 光克 尔效应 ，采用 自制的磁 光克 尔系统观测磁 畴。采用先进的 电荷耦合 （ Ｃ Ｃ Ｄ）数码 成像技 术，结合 计算 机 图像处理技 术 （ 灰度 处理 Байду номын сангаас边缘检 测等 ）获得磁 畴 图像。 以铁氧体薄膜为研 究对 象，观测 了不同外磁 场作 用
下材料磁 畴的变化 情况。表 明使用本 系统观测磁畴方便 、直观 和先进。
Ｋ ｅ ｏｒ ： ｇ ｅｏ ｏ ｔ ａ ｒ ｅ ｅ ｔ ｍａ ｅｉ ｏ ｉ ｂ ｅｖ ｔ ｎ ｄｇｔｌｍａ ｅｐｏ ｅ ｓ ｇｔｃ ｏｏ ｙｗ ｄｓ ｍａ ｔ—ｐ ｃ ｌ ｎ ｉ Ｋｅｒ ｆ ｃ； ｎ ｇ ｔ ｄ ｍａｎｏ ｓｒａｉ ； ｉｉ ｇ ｒｃ ｓｉ ｈ ｌｇ ｃ ｏ ａ ｉ ｎ ｅｎ ｙ
Ｋｅ ｆ ｃ， ｄ ａ ｃｄｃ ａ ｅｃｕ ｌｄ（ Ｃ ｄｇｔｌｍａｉｇｔ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｍｂｎｄｗｉ ｏ ｐ ｔ ｇ ｒｃ ｓ ｎ ｒ ｅ ｅｔＡ ｖｎ ｅ ｈ ｒ －ｏｐｅ Ｃ Ｄ） ｉｉ ｇ ｃｎ ｌｇ， ｏ ｉｅ ｔ ｃ ｍ ｕｅ ｉ ｅｐｏｅｓ ｇ ｇ ａｉ ｎ ｅ ｈ ｒ ｍａ ｉ ｔｃ ｏｏ （ｒｙｃｌ ｐｏｅｓ ｇ ｅｇ ｅ ｃｏ ｄＳ ｎ ｅｈ ｌｇ ｇａ ｓａｅ ｒｃｓｉ ， ｄ ｅｄｔ ｔ ｎａ Ｏ ｏ）ｗａ ｓｄｔ ｂａｎｔｅｍａｎ ｔ ｏ ｉ ｉ ｇｓ Ｔ ｅ ｎ ｙ ｎ ｅｉ ｎ ｓｕｅ ｏｏ ｔ ｈ ｇ ｅ ｃｄｍａ ｍａｅ． ｈ ｉ ｉ ｎ
Ｓ ｈ ｂ ｅ ｖ ｔｏ ｆ ａ ｅｉ ｏ ｉ ｓｉ ｅ ｙ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｍａ ｅｉｍ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｔｒａ ｓ Ｉ ｉ Ｏ ｔ ｅ ｏ ｓ ｒ ａｉ ｎ ｏ ｇ ｔ ｄ ｍａｎ ｓ ｒ ｍｐ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｇ ｔ ｍ ｎ ｃ ｖ ａ ｉｈ ｎ ｓ ａ ｇ ｅｉ ｍａ ｅ ｉｌ． ｎ ｔ ｓ ｎ ｃ ｈ
表面磁光克尔效应 2
深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：表面磁光克尔效应学院：物理科学与技术学院组号指导教师：报告人：学号：实验地点：实验时间：实验报告提交时间：五、数据处理5.1、纵向克尔效应：图1、纵向实验图纵向克尔效应是指磁化方向在样品膜面内，并且平行于入射面。
因此信号的强度会随光的入射角的减小而减少。
当信号垂直入射时强度为零。
当样品被纵向磁化时，当外部磁场增强，原本不带磁的样品上的磁场强度也随着增强，则接受的信号会越强。
而当外部磁场消失，样品上的磁场也不会消失，而接受的信号强度会一直保持在最大值。
直到外部加上一个反向磁场时，样品上带的磁场才会消失，而此时的信号会减少到初始状态。
由实验中得出，当磁性样品的磁性增大时，会出现克尔旋转角，从而使激光再次打入探测仪。
因而出现了能量的变化。
图1为测得的信号，虽变化不明显，但是基本上与理论相符。
5.2、极向克尔效应：图2极向实验图图3、极向克尔效应理想图极向克尔效应是指磁化方向垂至于样品表面并且平行于入射面。
极向克尔信号的变化与纵向相反，其强度随光的入射角的减小而增大，若信号垂直入射则其强度最大。
样品上的磁场大小随外加磁场的变化而变化。
当外加磁场增大时，样品被磁化并其磁场强度增大。
而外加磁场消失样品上的磁场也消失了。
图3为极向克尔效应的理想图，而图2为实验图。
从图2发现接受的信号强度随着外加磁场的增大而减小，与理论相反。
极向克尔信号极弱，在调整电路时除了问题，没有找准消光点，而是光强最大点，导致在实验中当磁性样品的磁性增大时，会出现克尔旋转角，信号强度反而减小。
六、实验结论本次实验的操作较为困难，主要是调节仪器光路，不仅需严格的按照光路调节的步骤进行，并且还要非常的仔细，否则会造成信号的衰减。
老师教我们一个小的技巧，就是拿一张白纸来判断激光是否对准各个仪器的中心。
一开始我们在调节仪器光路时很粗心，各个仪器之间没有保持平行，而激光没有对准仪器中心，虽然光线有透过仪器，但那个光线是由仪器内部反射出来的，结果接受的信号及其不精确。
大学物理实验报告实验霍尔效应数据处理
大学物理实验报告实验霍尔效应数据处理The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020霍尔效应数据处理范例由公式：B⋅∆I ∆=H V K H ；rML L NI B μμ210+=得 N⋅⋅+=021)(μμCHM rH H I I L L V K 0μ——真空磁导率（0μ=17104--⋅⋅⋅⋅A m T π）；N ——励磁线圈的匝数（N=1500）；I M ——线圈中的励磁电流；L 1——气隙距离； L 2——铁芯磁路平均长度；μr ——铁芯相对磁导率(μr =1500)例1、用逐差法处理数据： 数据记录及处理I =200mA, L =; L =287mm;V H1 V H2 V H3 V H4 H VV 8－V 1＝－＝ V 9－V 2＝－＝ V 10－V 3＝－＝ V 11－V 4＝868－＝ V 12－V 5＝－＝ V 13－V 6＝－＝ V 14－V 7＝－＝数据个数N ＝7 n ＝7 根据肖维涅准则剔除坏值 C 7＝(坏值条件：|X i －X|>C n *S XX 的平均值（H V ∆）为 S X ＝ C n *S X ＝ 无坏值出现mA I CH 50.3=某次测量的标准偏差：01253.017)(712=--=∑=i iX x xS平均值的标准偏差：004738.0)17(7)(712=--=∑=i ix x xS不确定度估算： U A ＝x S ＝ ； 029.0305.03==∆=m U B029.0)0029.0()0047.0(2222=+=+=B A V U U U0053.049.5029.0==∆=HX V V U E 029.0305.03==∆=I m U008.050.3029.0==∆=I U E I I 计算霍尔灵敏度H K 及其不确定度：13.29 150010450.3200)150028700.3(49.5 )(7021=⨯⨯⨯⨯+=N ⋅⋅+=-πμμCHM r H H I I L L V K )/(T mA mv ⋅ %0.10096.0)0053.0()008.0(2222==+=+=E V I K E E。
霍尔效应测磁场——数据处理
霍尔效应测磁场——数据处理
伴随着物质的运动，该物质所在的磁场也会随之变化，这一现象就是霍尔效应，是我们日常生活中常出现的磁性效应之一。
本文将对用于处理霍尔效应实验的数据的方法进行介绍。
首先，要处理霍尔效应实验的数据，必须先测量出电流和磁场的实时值的变动情况。
通常，这个测量过程需要用一台测量器来完成，我们用它来采集测量所得的数据。
其次，要处理霍尔效应实验的数据，需要将测量器所采集的数据进行统计分析。
因为在实验中，我们观察到的变化是电流和磁场之间的关系，所以需要用数据统计方法来进行拟合，得到试验中实测数据与理论值之间的关系。
第三，处理完霍尔效应实验的数据后，还需要进行有效贴图。
贴图的目的是将实验的实测数据与理论值之间的关系数学化，从而更容易理解和分析。
因此，采用贴图的技术可以更容易地比较不同的实验结果，帮助我们更有效地研究和分析实验结果。
最后，要处理霍尔效应实验的数据，还需要对这些数据进行多组比较。
由于该实验是在不同场强和电流条件下进行测量，因此可以对电流、磁场等参数进行不同变量不同情况下的对比，以得出结论。
因此，处理霍尔效应实验的数据的方法一般包括:采集数据;进行统计数据分析:进行有效贴图;和多组比较。
在实际实验中，测量者必须掌握各种数据处理方法，按照规定程序处理实验数据，以得出有效的实验结果。
物理研究性实验报告_法拉第磁光效应
实验编号：S10基础物理实验研究性报告法拉第磁光效应实验院（系）名称材料科学与工程学生姓名学号学生姓名学号学生姓名学号目录摘要 (2)关键词 (2)第一部分：实验过程及结果 (2)一：实验重点 (2)二：实验原理 (2)1．法拉第效应 (3)2．法拉第效应的唯象解释 (3)3．磁光调制原理 (7)4．磁光调制器的光强调制深度............................................................. 错误!未定义书签。
三：仪器介绍.. (9)四：实验内容 (11)1．电磁铁磁头中心磁场的测量（图5.16.7） (11)2．正交消光法测量法拉第效应实验（图5.16.8） (12)3．磁光调制实验（图5.16.9） (14)五：注意事项 (15)六：数据及其处理 (15)1．电磁铁磁头中心磁场的测量 (15)2．正交消光法测量法拉第效应实验 (16)3．磁光调制实验 (17)第二部分：实验后讨论分析 (19)一：实验中误差来源与分析 (19)二：我讨论的内容 (19)第二种方法测量法拉第效应实验 (20)三：磁光效应的应用 (23)1 磁光调制器 (23)2 磁光隔离器 (24)3 磁光传感器 (24)4 磁光记录 (24)5 磁光环行器 (25)四：实验后收获与感想 (25)主要参考文献： (25)摘要本文对磁光效应实验的原理、步骤、仪器进行了简要的介绍，并对实验数据进行处理以及误差分析。
另外根据我们研究的内容，（1）本报告以“费尔德常数V的测量”M.Faraday (1791-1876)实验为研究对象，除使用了“正交消光法”外还研究了“调制倍频法”，同时对比讨论了两种方法的优缺点，并得出了一些结论。
研究后还进一步改进了“调制倍频法”，使实验结果更准确。
（2）本报告中举例说明磁光效应在我们生活中的应用。
此外，我们深入理解实验，最后说明了实验的收获与感想。
磁光克尔效应数据处理
五、数据记录与数据处理
1、正磁光克尔效应
（1）数据记录：
（2）数据分析：
检偏片与消光位置偏离一小角度时，由上图的左图可得，当加上磁场时，光强增大，所以是正磁光克尔效应。
光强增大到一个恒定值，撤去磁场后，光强仍然不变，由于在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，可判断这时样品被磁化；直到加一个同样大小的反向磁场后，光强减小为初始大小，这时样品被消磁。
根据在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，电脑根据测得的光强大小得出样品磁化强度，自动绘出了样品的磁滞回线如右图。
2、负磁光克尔效应
（1）数据记录：
（2）数据分析：
检偏片与消光位置偏离的偏离角度与正磁光克尔效应实验相反时，由上图的左图可得，当加上磁场时，光强减小，所以是负磁光克尔效应。
光强减小到一个恒定值，撤去磁场后，光强仍然不变，这时样品被磁化；直到加一个同样大小的反向磁场后，光强增大小为初始大小，这时样品被消磁。
根据在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，电脑根据测得的光强大小得出样品磁化强度，自动绘出了样品的磁滞回线如右图。
这时电脑所绘的磁滞回线与正磁光克尔效应不同，因为这时的光强是先减小后增大，而正磁光克尔效应时是先增大后减小。
不过无论是正磁光克尔效应还是负磁光克尔效应，样品的实际磁滞回线应当是相同的，因为两种情况下所加的外磁场是完全相同的。
磁阻效应实验数据处理范例教学文案
磁阻效应实验数据处
理范例
磁阻效应实验数据处理范例
一、数据处理
1． 测定励磁电流和磁感应强度的关系。
自设表格记录励磁电流正向)(1mV U H 、反向)(1mV U H 、平均)(1mV U H ，并算出
对应的磁感应强度
11000
H H H U B K I ⨯=
⨯平均，根据表格中的数据画出I M
-B 关系曲线。
B (m T )
I M (mA)
图1：M I B -关系曲线
*选做：利用最小二乘法线性拟合得到励磁电流)(mA I M 与磁感应强度)(mT B 关系为：
1.04 3.78M B I =⨯+
线性拟合相关系数0.99992R =
2．测量磁感应强度和磁阻变化的关系。
自设表格记录)(mA I M 、平均)(mV U H 、)(mA I H 、)(2mV U 、)(2mA I ，算出相应的B 、()R B 、)0(/R R ∆，并根据表格中数据作B 和)0(/R R ∆关系曲线。
有关计算公式如下：
1()()H
H U mV B K I mA =⋅平均， 式中()T mA mV K •=177
22()R B U I =，当)(mA I M ＝0时，算得22)0(I U R =，)0()(R B R R -=∆。
d e l t a R /R (0)
B(T)
图2：/(0)B R R -∆关系曲线
（注意：有效数字的保留，打印的图表必须贴在统一的实验报告纸上）
二、实验结果
三、讨论。
法拉第效应和表面磁光克尔效应实验
克尔椭偏率：在检偏器前加上1/4玻片即可测得：
k -
I
4 I
实验装置
光路系统：光源、起 检偏镜 励磁系统：电源、电 磁铁 法拉第效应
探测系统：光电探测 器
数据采集系统：接受 电压信号
表 面 磁 光 克 尔 效 应
实验方法及内容
标定磁场
Байду номын сангаас
法拉第效应
调整光路—记录不同磁场下的偏转角—测量 三块样品—计算菲尔德常数
z
DBe dn 2me d
表面磁光克尔效应原理
三种磁光克尔效应 极向：B S 样 // S 入 纵向：B（in）S 样 // S 入 横向： B（in）S 样 S 入
磁光效应：同法拉第效应 克尔椭偏率：介质对左旋圆偏振光和右旋 圆偏振光的吸收的不同
表面磁光克尔效应计算
克尔旋角的大小可 以通过比较有无磁 场时光强变化来体 现： I k 4 I
法拉第效应和表面磁光克尔效应实验
1
效法 拉 应第
2
3
4
偏克 尔 率椭
5
装实 置验
6
方内 法容
旋法 效光表 转拉 克面 角第 应尔磁
法拉第效应
EL
ER
法拉第旋转角计算
磁场B下，电子磁矩的势能V
吸收光量子角动量后
eB eB eB V L ( ) 2m 2m 2m 由于 n n() eB dn V dn V n ( ) n n( ) n( ) 2m d d
表面磁光克尔效应
调整光路—测量样品的磁滞回线—计算纵向 克尔转角
加入1/4玻片—测量磁滞回线—克尔椭偏率
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五、数据记录与数据处理
1、正磁光克尔效应
（1）数据记录：
（2）数据分析：
检偏片与消光位置偏离一小角度时，由上图的左图可得，当加上磁场时，光强增大，所以是正磁光克尔效应。
光强增大到一个恒定值，撤去磁场后，光强仍然不变，由于在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，可判断这时样品被磁化；直到加一个同样大小的反向磁场后，光强减小为初始大小，这时样品被消磁。
根据在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，电脑根据测得的光强大小得出样品磁化强度，自动绘出了样品的磁滞回线如右图。
2、负磁光克尔效应
（1）数据记录：
（2）数据分析：
检偏片与消光位置偏离的偏离角度与正磁光克尔效应实验相反时，由上图的左图可得，当加上磁场时，光强减小，所以是负磁光克尔效应。
光强减小到一个恒定值，撤去磁场后，光强仍然不变，这时样品被磁化；直到加一个同样大小的反向磁场后，光强增大小为初始大小，这时样品被消磁。
根据在一阶近似下光强的变化和磁化强度呈线性关系，电脑根据测得的光强大小得出样品磁化强度，自动绘出了样品的磁滞回线如右图。
这时电脑所绘的磁滞回线与正磁光克尔效应不同，因为这时的光强是先减小后增大，而正磁光克尔效应时是先增大后减小。
不过无论是正磁光克尔效应还是负磁光克尔效应，样品的实际磁滞回线应当是相同的，因为两种情况下所加的外磁场是完全相同的。