近代物理法拉第效應(yīng)第1頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、確定費(fèi)爾德常數(shù)（Verdet）常數(shù)。2、掌握旋光角的測(cè)量方法，學(xué)會(huì)使用有關(guān)儀器。1、了解法拉第效應(yīng)。第2頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1845年，法拉第發(fā)現(xiàn)當(dāng)一束線偏振光穿過(guò)介質(zhì)時(shí)，如果在介質(zhì)中，沿光的傳播方向加上一個(gè)磁場(chǎng)，就會(huì)觀察到光經(jīng)過(guò)樣品后偏振面轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，即磁場(chǎng)使介質(zhì)具有了旋光性，這種現(xiàn)象就稱(chēng)為法拉第效應(yīng)，也叫磁致旋光效應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)原理1、法拉第效應(yīng)P1P2EE磁場(chǎng)第3頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

偏振光通過(guò)某些物質(zhì)后，其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)檩S線轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。2、天然旋光現(xiàn)象（1）、天然旋光物質(zhì)：能產(chǎn)生旋光現(xiàn)象的物質(zhì)（如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等）。旋光晶體單色光第4頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正向通過(guò)：反向通過(guò)：如果線偏振光往返一次通過(guò)天然物質(zhì)，振動(dòng)面方向不變線偏振光通過(guò)天然旋光物質(zhì)時(shí)，旋光方向決定于光的傳播方向。（2）、天然旋光物質(zhì)的旋光特點(diǎn)第5頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正向通過(guò)：反向通過(guò)：如果線偏振光往返一次通過(guò)磁光物質(zhì)，振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過(guò)2法拉第效應(yīng)的旋光方向決定于外加磁場(chǎng)方向，與光的傳播方向無(wú)關(guān)，即法拉第效應(yīng)具有不可逆性。3、法拉第效應(yīng)的旋光特點(diǎn)第6頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四設(shè)為偏振光通過(guò)位于磁場(chǎng)中的物質(zhì)后振動(dòng)面所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。根據(jù)量子理論，法拉第效應(yīng)中偏振面轉(zhuǎn)過(guò)的角度與沿介質(zhì)厚度方向所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B及介質(zhì)厚度l成正比：式中比例常數(shù)V叫做費(fèi)爾德常數(shù)，費(fèi)爾德常數(shù)表征著物質(zhì)的磁光特性，是物質(zhì)的一種固有屬性。4、費(fèi)爾德常數(shù)第7頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四物質(zhì)

()水589.3

二硫化碳589.3

輕火石玻璃589.3

重火石玻璃830.0

冕玻璃632.8石英632.8

磷素589.3幾種材料的費(fèi)爾德常數(shù)（單位:弧分/特斯拉·厘米）第8頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、在激光技術(shù)中的光波隔離器或單通器。2、在激光通訊中的磁光調(diào)制器。4、在電工技術(shù)測(cè)量中，用來(lái)測(cè)量電路中的電流和磁場(chǎng)。三、法拉第效應(yīng)的應(yīng)用3、在半導(dǎo)體物理中的測(cè)量有效質(zhì)量、遷移率。第9頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、實(shí)驗(yàn)儀器激光器起偏器檢偏器探測(cè)器電磁鐵旋光玻璃第10頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四２）拿掉檢偏器，旋轉(zhuǎn)起偏器使探測(cè)器輸出數(shù)值最大，調(diào)節(jié)起偏器使其透光軸方向與部分偏振光較大電矢量方向一致。３）放入檢偏器，并調(diào)節(jié)樣品架前端的旋鈕，升起實(shí)驗(yàn)樣品，并移動(dòng)樣品架，使直徑較小的旋光玻璃樣品處于磁場(chǎng)中間，并且激光完全通過(guò)樣品，調(diào)節(jié)檢偏器的中心轉(zhuǎn)盤(pán)，使得探測(cè)器輸出最小。１）調(diào)節(jié)激光器固定架上的兩維調(diào)節(jié)旋鈕，使激光斑完全通過(guò)電磁鐵的中心孔，調(diào)節(jié)探測(cè)器前端的光闌，使通過(guò)電磁鐵的激光能夠完全被探測(cè)器接收。五、實(shí)驗(yàn)步驟４）打開(kāi)勵(lì)磁電源，逐漸增加勵(lì)磁電流，再次調(diào)節(jié)檢偏器的中心轉(zhuǎn)盤(pán)，使得探測(cè)器輸出最小。測(cè)量并計(jì)算出檢偏器轉(zhuǎn)過(guò)的角度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品厚度，用特斯拉計(jì)測(cè)量相應(yīng)勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，最后計(jì)算樣品的費(fèi)爾德常數(shù)。第11頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四勵(lì)磁電流（A）磁感應(yīng)強(qiáng)度

(mT)消光位置（mm）轉(zhuǎn)動(dòng)角度（min）增加磁場(chǎng)

(mT)

（min/mT）費(fèi)爾德常數(shù)=0.500cm六、數(shù)據(jù)表格測(cè)微頭每移動(dòng)一格，即0.01mm，偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)1.9分。測(cè)微頭的移動(dòng)范圍0-10mm。第12頁(yè)，共14頁(yè)，2023年，2月20日，星期四七、誤差分析弧分/毫特斯拉·厘米第13頁(yè)，共14頁(yè)，2