近代物理法拉第效應(yīng)ppt課件

1、法拉第效應(yīng)法拉第效應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、確定費(fèi)爾德常數(shù)、確定費(fèi)爾德常數(shù)Verdet常數(shù)。常數(shù)。2、掌握旋光角的丈量方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用有關(guān)儀器。、掌握旋光角的丈量方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用有關(guān)儀器。1、了解法拉第效應(yīng)。、了解法拉第效應(yīng)。 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)，假設(shè)在介質(zhì)年，法拉第發(fā)現(xiàn)當(dāng)一束線偏振光穿過(guò)介質(zhì)時(shí)，假設(shè)在介質(zhì)中，沿光的傳播方向加上一個(gè)磁場(chǎng)，就會(huì)察看到光經(jīng)過(guò)樣品后偏中，沿光的傳播方向加上一個(gè)磁場(chǎng)，就會(huì)察看到光經(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，這種景象就稱為振面轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，即磁場(chǎng)使介質(zhì)具有了旋光性，這種景象就稱為法拉第效應(yīng)，也叫磁致旋光效應(yīng)。法拉

2、第效應(yīng)，也叫磁致旋光效應(yīng)。二、二、 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、法拉第效應(yīng)、法拉第效應(yīng)P1P2EE磁場(chǎng)磁場(chǎng) 偏振光經(jīng)過(guò)某些物質(zhì)后，其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)槠窆饨?jīng)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。軸線轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。 2、天然旋光景象、天然旋光景象 1、天然旋光物質(zhì)：能產(chǎn)生旋光景象的物質(zhì)如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等。1P2PC旋光晶體旋光晶體單色光單色光l正向經(jīng)過(guò)正向經(jīng)過(guò) ：反向經(jīng)過(guò)反向經(jīng)過(guò) ：假設(shè)線偏振光往返一次經(jīng)過(guò)天然物質(zhì)，振動(dòng)面方向不變假設(shè)線偏振光往返一次經(jīng)過(guò)天然物質(zhì)，振動(dòng)面方向不變 線偏振光經(jīng)過(guò)天然旋光物質(zhì)時(shí)，旋光方向決議于光的傳線偏振光經(jīng)過(guò)天然旋光物質(zhì)時(shí)，旋光

3、方向決議于光的傳播方向。播方向。2、天然旋光物質(zhì)的旋光特點(diǎn)、天然旋光物質(zhì)的旋光特點(diǎn)正向經(jīng)過(guò)正向經(jīng)過(guò) ：反向經(jīng)過(guò)反向經(jīng)過(guò) ：假設(shè)線偏振光往返一次經(jīng)過(guò)磁光物質(zhì)，振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過(guò)假設(shè)線偏振光往返一次經(jīng)過(guò)磁光物質(zhì)，振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)過(guò)2 法拉第效應(yīng)的旋光方向決議于外加磁場(chǎng)方向，與光的傳法拉第效應(yīng)的旋光方向決議于外加磁場(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。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)、法拉第效應(yīng)的旋光特點(diǎn)VlB 設(shè)設(shè) 為偏振光經(jīng)過(guò)位于磁場(chǎng)中的物質(zhì)后振動(dòng)面所轉(zhuǎn)過(guò)為偏振光經(jīng)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。的角度。 根據(jù)量子實(shí)際，法拉第效應(yīng)中偏振面轉(zhuǎn)過(guò)的角度與沿

4、介根據(jù)量子實(shí)際，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)厚度及介質(zhì)厚度l成正比：成正比： 式中比例常數(shù)式中比例常數(shù)V叫做費(fèi)爾德常數(shù)，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。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 4、費(fèi)爾德常數(shù)、費(fèi)爾德常數(shù)物質(zhì)物質(zhì) ( )水水589.3 二硫化碳二硫化碳589.3 輕火石玻璃輕火石玻璃589.3 重火石玻璃重火石玻璃830.0 冕玻璃冕玻璃632.8石英石英632.8 磷素磷素589.3nmV210311.210174.210173.2210101082

5、21027710361.210834.210312.幾種資料的費(fèi)爾德常數(shù)單位幾種資料的費(fèi)爾德常數(shù)單位:弧分弧分/特斯拉特斯拉厘米厘米1、在激光技術(shù)中的光波隔離器或單通器。、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。、在激光通訊中的磁光調(diào)制器。4、在電工技術(shù)丈量中，用來(lái)丈量電路中的電流和磁場(chǎng)。、在電工技術(shù)丈量中，用來(lái)丈量電路中的電流和磁場(chǎng)。三、法拉第效應(yīng)的運(yùn)用三、法拉第效應(yīng)的運(yùn)用3、在半導(dǎo)體物理中的丈量有效質(zhì)量、遷移率。、在半導(dǎo)體物理中的丈量有效質(zhì)量、遷移率。 四、實(shí)驗(yàn)儀器四、實(shí)驗(yàn)儀器激激光光器器起起偏偏器器檢檢偏偏器器探探測(cè)測(cè)器器電磁鐵電磁鐵 旋旋光光玻玻璃璃拿掉檢偏器，

6、旋轉(zhuǎn)起偏器使探測(cè)器輸出數(shù)值最大，調(diào)理起拿掉檢偏器，旋轉(zhuǎn)起偏器使探測(cè)器輸出數(shù)值最大，調(diào)理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。偏器使其透光軸方向與部分偏振光較大電矢量方向一致。放入檢偏器，并調(diào)理樣品架前端的旋鈕，升起實(shí)驗(yàn)樣品，并放入檢偏器，并調(diào)理樣品架前端的旋鈕，升起實(shí)驗(yàn)樣品，并挪動(dòng)樣品架，使直徑較小的旋光玻璃樣品處于磁場(chǎng)中間，并且激挪動(dòng)樣品架，使直徑較小的旋光玻璃樣品處于磁場(chǎng)中間，并且激光完全經(jīng)過(guò)樣品，調(diào)理檢偏器的中心轉(zhuǎn)盤，使得探測(cè)器輸出最小。光完全經(jīng)過(guò)樣品，調(diào)理檢偏器的中心轉(zhuǎn)盤，使得探測(cè)器輸出最小。調(diào)理激光器固定架上的兩維調(diào)理旋鈕，使激光斑完全通調(diào)理激光器固定架上的兩維調(diào)理旋鈕

7、，使激光斑完全通過(guò)電磁鐵的中心孔，調(diào)理探測(cè)器前端的光闌，使經(jīng)過(guò)電磁鐵過(guò)電磁鐵的中心孔，調(diào)理探測(cè)器前端的光闌，使經(jīng)過(guò)電磁鐵的激光可以完全被探測(cè)器接納。的激光可以完全被探測(cè)器接納。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟翻開(kāi)勵(lì)磁電源，逐漸添加勵(lì)磁電流，再次調(diào)理檢偏器的中心翻開(kāi)勵(lì)磁電源，逐漸添加勵(lì)磁電流，再次調(diào)理檢偏器的中心轉(zhuǎn)盤，使得探測(cè)器輸出最小。丈量并計(jì)算出檢偏器轉(zhuǎn)過(guò)的角度，轉(zhuǎn)盤，使得探測(cè)器輸出最小。丈量并計(jì)算出檢偏器轉(zhuǎn)過(guò)的角度，用游標(biāo)卡尺丈量樣品厚度，用特斯拉計(jì)丈量相應(yīng)勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)的用游標(biāo)卡尺丈量樣品厚度，用特斯拉計(jì)丈量相應(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)。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)。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添加磁場(chǎng) (mT) min/mT費(fèi)爾德常數(shù)費(fèi)爾德常數(shù)BVlBl=0.500cmBlV六、數(shù)據(jù)表格六、數(shù)據(jù)表格1V2V4V3V5VB 測(cè)微頭每挪動(dòng)一格，即測(cè)微頭每挪動(dòng)一格，即0.01mm0.01mm，偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)，偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)1.91.9分。測(cè)微頭的挪動(dòng)范圍分。測(cè)微頭的挪動(dòng)范圍0-10mm0-10mm。七、誤差分析七、誤差分析%？相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)VVV?5/