北航基础物理实验法拉第磁光效应实验(2081)数据处理
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。
北航的物理实验报告
北航的物理实验报告实验目的本次实验旨在通过实际操作，探究物理原理，并加深学生对电磁场与电磁波的理解，提高实验能力和科学研究能力。
实验器材- 恒定电流源- 直流电动机模型- 磁力计- 电阻丝- 电池组- 石英钟情- 计时器- 导线- 电池板- 平行板电容器- 电容计实验原理实验基于安培定律和法拉第定律，通过改变电流和导线的位置，使用磁力计测量磁感应强度，从而验证电流对磁场的影响关系以及电流的磁场特性。
实验步骤1. 将直流电动机模型连上恒定电流源，并使电动机转动起来，观察电动机中的磁铁与磁力计荧光屏幕指针的位移和方向。
2. 将磁感应强度记录下来，并更改电流值，记录相应的数据。
3. 张贴带电阻丝的电池板，通过改变电流并调整丝线位置，观察炽热丝线形成的荧光轨迹。
4. 构建平行板电容器，在电容计的帮助下，记录电容器中充电过程中的电压和电流数据。
实验结果与分析通过对实验数据的整理，我们得出以下结论：1. 改变电流，磁感应强度也随之改变，验证了安培定律的正确性。
2. 在电动机中，电流生成了一个磁场，使得荧光屏幕指针受力从而位移，进一步证明了电流对磁场的影响，即电流的磁场特性。
3. 带电阻丝的电池板表面形成的荧光轨迹，展示了电流通过导线产生的热效应，热效应将导致导线产生热运动并发光。
4. 在平行板电容器中，电容器的充电过程符合带电粒子向着电势差方向移动的趋势，证明了平行板电容器中电场对电荷的作用。
实验结论通过本次实验，我们进一步了解了电磁场与电磁波的相关原理，手动操作加深了对物理知识的理解。
实验结果验证了安培定律、法拉第定律以及电场对电荷的作用，并使我们更加熟悉了电流对磁场的影响。
这对于进一步的物理学研究和应用具有重要意义。
实验心得通过这次实验，我深刻认识到理论知识与实际操作的重要关系。
对于理论知识的深入理解，实践是必不可少的。
通过亲自动手操作，我对电磁场与电磁波的理论知识有了更加深入的了解。
同时，实验中的问题和困难也加深了我对物理知识的思考和研究兴趣。
法拉第效应实验报告参考模板
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，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”。
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
法拉第效应法拉第效应[摘要]本实验通过励磁电流产生磁场并测量了励磁电流和磁感应强度的关系；利用磁光调制倍频法测量了ZK2、ZF7、MR3玻璃的B -θ关系并根据它们的关系计算费尔德常数；根据法拉第旋光效应和自然旋光的不同，通过设计让偏振光往返两次通过样品测量其旋光角，验证法拉第效应的“旋光非互易性”。
关键词：法拉第效应、费尔德常数、磁光调制倍频法、旋光非互易性一、引言1845年英国物理学家法拉第发现原本没有旋光性的铅玻璃在磁场中出现了旋光性，这种磁致旋光现象被称为法拉第效应。
法拉第效应只是磁光效应的一种，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。
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，可以用来研究激发能级的有关信息，可以用来测量电路中的电流和磁场。
另外，法拉第效应的非互易性使得它在激光技术、光纤通信技术中获得重要应用。
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. 法拉第效应法拉第效应是指，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，其偏振面会偏振一个角度。
实验结果表明，光的偏振面旋转的角度F θ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：Bl V d F )(λθ= （1）上式中，比例系数)(λd V 为费尔德常数，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。
由于在法拉第效应中，偏振面的旋转方向只由磁场的方向决定，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”。
而自然旋光过程是可逆的，当光正反两次通过自然旋光物质时，其旋光角会相互抵消，总旋光角为零。
2. 法拉第效应的原理将一束平行于磁场方向传播的平面偏振光E 看作是两束等幅的左旋L E 和右旋R E 圆偏振光的叠加。
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。
81 法拉第磁光效应
§8.1 法拉第磁光效应法拉第磁光效应是一种通过外加电磁场方式产生旋光现象的实验现象，充分反应了光与物质之间的相互作用。
磁光效应在许多领域都有着广泛应用，如强磁场测量、磁光材料等。
【实验目的】了解法拉第磁光效应的基本规律；学习掌握使用光传感器及虚拟仪器软件测量Verdet 常数的方法。
【实验原理】观察法拉第效应的装置如下图所示，由起偏器P1产生线偏振光，光线穿过带孔的电磁铁，沿着（或逆着）磁场方向透过样品，当励磁线圈中没有电流（无磁场）时，使检偏器P2的偏振方向与P1正交，这时发生消光现象。
这表明，振动面在样品中没有旋转，通过励磁电流产生强磁场后，则发现必须将P2的振动方向转过角ϕ，才出现消光，这表明，振动面在样品中转过了ϕ，这就是磁致旋光或法拉第效应。
对于给定的物质，振动面的旋转与样品的长度l 、磁感应强度B 成正比。
V l B ⋅⋅=Δϕ其中比例系数V 叫做Verdet 常数。
由原子物理的有关知识，可得：2e dn V mc d l l= 其中：e,m 为电子电荷和质量，c 为光速，n 为光在透明介质中的折射率，它是波长λ的函数n(λ)，这个定义适合广泛的光谱范围。
对于重火石玻璃14231.810()dn m d l l-¥= 因此V 正比于1/λ2: 1421.8102e V mc l -¥=-◊ (3)荷质比e/m 可以根据纯光学测量和已知光速计算得到。
在一些物质中用这种方法得到的e/m 值和理论值符合得很好，说明在这些物质中，法拉第效应是由于电子得本征振动引起的。
在这个实验中，磁场的强度不足以使方程（1）和（2）发生数量级的变化。
所以我们只做以下的工作。
Δ和磁场B的关系。
a）验证ϕb)证明Verdet常数随波长增加而减少。
将细绳交叉着系在检偏片上，并将它们装在量角器上，这样就能精确的确定光转过的角度。
所有偏振片的设置多可以通过这种方法读出。
【实验仪器】100W 汞灯偏振片线圈高斯计单色滤光片光传感器虚拟仪器【实验内容】1 实验装置调整如下图，将绳系在检偏器上，参照检偏器的量角器使绳处于正确的位置和角度，最好用丝绳。
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。
法拉第效应实验报告
实验报告法拉第效应学号:1010239 姓名:黄万通实验时间:2013年3月19日下午一、实验背景在磁场中,光与物质的电磁作用成为磁光效应，有三种表现：（1）塞曼效应把具有光辐射的原子在磁场中，原子光谱发生分裂的现象；（2）法拉第效应在磁场作用下，平面偏振光沿着磁场方向通过放在此磁场中的透明介质时，光的偏振面发生旋转的现象；（3）弗埃特效应在磁场作用下，平面偏振光沿着垂直磁场方向通过放在此磁场中的透明介质时，光便产生双折射的现象；二、实验目的(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。
三、实验原理把样品（任何透明固体和液体）介质放在均匀磁场中，使一束平面偏振光沿着磁场方向透过该样品，结果其透射光仍为平面偏振光，但偏振角却旋转了一个角度，旋转角度的大小正比于磁场强度。
（1）在磁场作用下的旋光作用在磁场作用下,处于磁场中的介质呈现各向异性,其光轴方向为沿着磁场的方向。
把电矢量E 看成两个圆偏光成分（左旋偏振光E L 和右旋偏振光E R ）的矢量合成。
则在磁场作用下通过介质时，由于E R 比E L 慢，通过介质后的E L 和E R 之间将产生位相差θ，合成矢量E 将旋转一个角度φ=θ2，有：()D D =R L R L Dn n V V c ωθω⎛⎫-=-⎪⎝⎭()=2R L Dn n cωϕ-其中D 为介质厚度，n R 为在磁场作用下，右旋偏光通过介质的折射率，n L 为在磁场作用下，左旋偏光通过介质的折射率。
（2）法拉第旋光角的计算介质中原子的轨道电子具有磁偶极矩和势能V 有：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，势能增加。
介质对光的折射率为:()n n ω=在磁场作用下，具有能量ℏω的左旋光子所遇到的轨道电子能级结构，等价于不加磁场时能量为ℏω−∆U L 的左旋光子所遇到的轨道电子能级结构。
法拉第磁光效应实验
（5.16.17）
对比无磁场时的色散公式
（5.1作用下，电子做受迫振动，振子的固有频率由0变成0±L，这正对应于吸收光谱的塞曼效应；二是由于0的变化导致了折射率的变化，并且左旋和右旋圆偏振的变化是不相同的，尤其在接近0时，差别更为突出，这便是法拉第效应。由此看来，法拉第效应和吸收光谱的塞曼效应是起源于同一物理过程。
磷素
589.3
12.3 102
与固有旋光效应类似，法拉第效应也有旋光色散，即费尔德常数随波长而变，一束白色的线偏振光穿过磁致旋光介质，则紫光的偏振面要比红光的偏振面转过的角度大，这就是旋光色散。实验表明，磁致旋光物质的费尔德常数V随波长的增加而减小（如图5.16.2），旋光色散曲线又称为法拉第旋转谱。
假定入射光波场具有通常的简谐波的时间变化形式eit，因为我们要求的特解是在外加光波场作用下受迫振动的稳定解，所以 的时间变化形式也应是eit，因此式（5.16.6）可以写成
（5.16.7）
式中 ，为电子共振频率。设磁场沿 +z方向，又设光波也沿此方向传播并且是右旋圆偏振光，用复数形式表示为
将式（5.16.7）写成分量形式
了解顺磁、弱磁、抗磁性、铁磁性或亚铁磁性材料的基本特性，以及费尔德常数V与磁光材料性质的关系。
比较法拉第磁光效应与固有旋光效应的异同。
磁光调制过程中，调制信号与输入信号之间的函数关系。
5.16.2
1．法拉第效应
实验表明，在磁场不是非常强时，如图5.16.1所示，偏振面旋转的角度与光波在介质中走过的路程d及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量B成正比，即：
5.16.1 实验要求
1．实验重点
用特斯拉计测量电磁铁磁头中心的磁感应强度，分析线性范围。
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。
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。
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[摘要]本实验通过励磁电流产生磁场并测量了励磁电流和磁感应强度的关系；利用磁光调制倍频法测量了ZK2、ZF7、MR3玻璃的B -θ关系并根据它们的关系计算费尔德常数；根据法拉第旋光效应和自然旋光的不同，通过设计让偏振光往返两次通过样品测量其旋光角，验证法拉第效应的“旋光非互易性”。
关键词：法拉第效应、费尔德常数、磁光调制倍频法、旋光非互易性一、引言1845年英国物理学家法拉第发现原本没有旋光性的铅玻璃在磁场中出现了旋光性，这种磁致旋光现象被称为法拉第效应。
法拉第效应只是磁光效应的一种，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。
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，可以用来研究激发能级的有关信息，可以用来测量电路中的电流和磁场。
另外，法拉第效应的非互易性使得它在激光技术、光纤通信技术中获得重要应用。
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. 法拉第效应法拉第效应是指，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，其偏振面会偏振一个角度。
实验结果表明，光的偏振面旋转的角度F θ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：Bl V d F )(λθ= （1） 上式中，比例系数)(λd V 为费尔德常数，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。
由于在法拉第效应中，偏振面的旋转方向只由磁场的方向决定，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”。
而自然旋光过程是可逆的，当光正反两次通过自然旋光物质时，其旋光角会相互抵消，总旋光角为零。
2. 法拉第效应的原理将一束平行于磁场方向传播的平面偏振光E 看作是两束等幅的左旋L E 和右旋R E 圆偏振光的叠加。
磁光效应实验报告
磁光效应实验报告磁光效应实验报告引言磁光效应是指在外加磁场的作用下，材料的光学性质会发生变化。
这种效应常用于制造高密度的光盘和磁盘等储存介质。
本实验旨在通过测量样品在不同磁场下的旋光角来验证磁光效应。
实验原理1. 磁光效应原理当物质处于外加磁场中时，其分子中的电子会因受到洛伦茨力而产生偏转运动，导致分子内部电子云的对称性发生改变，从而改变了物质的折射率和吸收系数。
这种现象被称为“磁光效应”。
2. 法拉第旋光仪原理法拉第旋光仪是一种测量样品旋转角度的仪器。
它由一个强度稳定、波长可调节、线偏振方向可调节和灵敏度高的激光器、一个样品室、一个探测器和一个电路系统组成。
激光经过偏振片后成为线偏振激光，经过样品后旋转一定角度后再经过另一个偏振片，最后被探测器接收。
通过测量旋转角度和样品厚度可以计算出样品的比旋光率。
实验步骤1. 准备工作将法拉第旋光仪调节至合适状态，打开激光器并调节波长和线偏振方向。
2. 样品制备将样品切成适当大小并用乙醇清洗干净，然后放入样品室中。
3. 实验操作依次设置不同的磁场强度，记录下每个磁场下的旋转角度，并计算出比旋光率。
重复多次实验以提高数据可靠性。
4. 清理工作实验结束后，关闭激光器和法拉第旋光仪，并将样品归还给管理员。
结果分析根据实验数据计算出比旋光率与磁场强度之间的关系，并绘制出图像。
通过观察图像可以看出，在一定范围内，比旋光率随着磁场强度增加而增加。
这说明该样品存在磁光效应，并且在该范围内效应是线性的。
误差分析本实验中可能存在的误差主要有：温度变化导致的折射率变化、样品厚度不均匀和磁场不均匀。
为了减小误差，可以在实验过程中保持恒定的温度和磁场强度，并尽量选择均匀的样品。
结论本实验通过测量样品在不同磁场下的旋光角，验证了该样品存在磁光效应，并且效应是线性的。
这为制造高密度的光盘和磁盘等储存介质提供了理论基础。
参考文献1. 《物理实验》（第三版），李志平等编著，高等教育出版社，2018年。
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-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。