4-6法拉第效应
实验4-6 法拉第效应
提纲
一、背景知识
二、实验原理
三、实验目的
四、实验内容及方案
五、实验问题
六、参考文献
一、背景知识
•磁光效应:光与物质的电磁作用。
•分类:塞曼效应磁光效应法拉第效应
弗埃特效应
•法拉第效应:指在磁场作用下,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,光的偏振面便发生旋转的现象。
•法拉第效应的特性
一、背景知识
•法拉第效应的应用:
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(FARADAY ROTATOR)可以用于光波的调幅,是光隔离器与光循环器(OPTICAL CIRCULATOR)的基础组件,在光通讯与其它激光领域必备组件。
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
(一)在磁场作用下介质的旋光作用
将E看成两个圆偏振光成分(左旋偏振光EL
和右旋偏振光ER)的矢量合成。在磁场B作
用下通过介质时,我们认为ER的传播速度
比EL慢,那么通过介质后EL和ER之间将产
生位相差,合成矢量E将旋转一个角度
。
(二)法拉第旋光角的计算
2
DDDD其中,(tRtL)((nRnL),则 (nRnL)2cVRVLc
关键是解决nR和nL。
eeeB磁偶极矩L,则 VBLB=L2m2m2m
VLeBdnVLeBdnVLn())n()nL()n(eBeB2m2mddVL轴2m2mVeBn()n(VRn()dnVRn()eBdn
RR2m2mdd
2cDBednnL和=将nR、代入,即得 2mcd
edn或V()DB,其中费德尔常数V()2mcd
四、实验内容及方案
(一)法拉第旋光角的测量对称测量法:012
2
四、实验内容及方案
•测定无样品时平面偏振光的起偏偏振面方位
•测定有样品旋光时不同磁场强度、不同波长下旋光后的偏振面方位•代入公式计算'0
四、实验内容及方案
(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,用最小偏向角测量法,测出波长λ和最小偏向角θ的对应关系,然后利用公式:
nsin
2sin
2
求出样品介质的波长λ和折射率n的对应关系。最后再由λ ~ n的关系进一步求出样品介质的波长λ和dn/dλ的对应关系。
五、实验问题
1.对于本实验来说,引起误差的主要来源有哪几个因素?这些因素在实验过程中如何处理得好以减小实验误差提高实验精度。
2.试设计一个测量法拉第效应特性的实验方案,并画出实验光路图。
六、参考文献
•张天浩.实验4-6 法拉第效应[G].近代物理实验,2006.9,149-155.
•孙昕, 赵红福, 孙寒, 等. 法拉第效应实验装置中光路的设计[J]. 物理实验, 2005, 25(3): 37-38.
•HTTP://ZH.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/%E6%B3%95%E6%8B%89%E7%AC%AC%E6%95%88%E5%BA%94
谢谢大家!