法拉第效應(yīng)-磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)

1、法拉第效應(yīng)-磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)第1頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四法拉第效應(yīng)1845年，邁克爾法拉第（M.Faraday）發(fā)現(xiàn):在穿過介質(zhì)時(shí)，偏振光波會因?yàn)橥獯艌龅淖饔?，轉(zhuǎn)變偏振的方向，這一現(xiàn)象稱為 法拉第效應(yīng)。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四法拉第效應(yīng)第一次顯示了光和電磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，促進(jìn)了對光本性的研究，是光學(xué)過程與電磁學(xué)過程有密切聯(lián)系的最早證據(jù) 。費(fèi)爾德（Verdet）對許多介質(zhì)的磁致旋光進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了法拉第效應(yīng)在固體、液體和氣體中都存在。 第3頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四法拉第效應(yīng)的應(yīng)用光纖通訊中的磁

2、光隔離器：減少光纖中器件表面反射光對光源的干擾 磁場測量方面：磁光效應(yīng)磁強(qiáng)計(jì)測量脈沖強(qiáng)磁場（天文學(xué)中測量射電脈沖星）、交變強(qiáng)磁場 電流測量方面：測量幾千安培的大電流和幾兆伏的高壓電流 生命科學(xué)領(lǐng)域：醫(yī)療和生化中酶作用的研究；研究核糖和核酸以及生命物質(zhì)中左旋氨基酸的測量；人體血液中或尿液中糖份的測定等。 第4頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四=VBL 為法拉第效應(yīng)旋光角；L為介質(zhì)的厚度；B為平行與光傳播方向的磁感強(qiáng)度分量；V稱為費(fèi)爾德(Verdet)常數(shù)。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四實(shí)驗(yàn)裝置第6頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)

3、21分，星期四dd-曲線(nm)460480500520540560580600dd(mm)3.6263.9804.2874.5574.7985.0175.2165.400由實(shí)驗(yàn)室給出：第7頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四U-B擬合（線性擬合）第8頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四U-B擬合（二次擬合）第9頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四B-擬合 =580nm證明與B呈線性關(guān)系第10頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四對所有的進(jìn)行B-擬合 求出V=VBL / nm46048050052054056

4、05806001.0750.8600.7930.6890.6720.4900.5220.4860.9960.9910.9940.9960.9950.973（舍）0.9980.997費(fèi)爾德常數(shù)V rad/ (mT)10.6418.5967.8496.8216.7215.2174.861第11頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四-擬合第12頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四最小偏向角法測三棱鏡的折射率n第13頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四-n擬合第14頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四- V擬合第15

5、頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四計(jì)算電子的荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)得到的電子荷質(zhì)比比理論值偏小35%！第16頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四誤差分析1.使用特斯拉計(jì)測電磁鐵中心位置磁場，手持特斯拉計(jì)可能不穩(wěn)定，造成誤差。2.多次擬合結(jié)果，累計(jì)的系統(tǒng)誤差較大疑問： -曲線一定是線性的么第17頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四-二次擬合B=498.2mT U=12V第18頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四可以做這樣的近似第19頁，共21頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)21分，星期四總結(jié)1.實(shí)驗(yàn)觀察到了法拉第效應(yīng)的磁致旋光效應(yīng)2.驗(yàn)證了法拉第效應(yīng)中偏轉(zhuǎn)角與磁感應(yīng)強(qiáng)度的線性關(guān)系3.測出了不同波長對應(yīng)的費(fèi)爾德常數(shù)4.測量出波長與折射率關(guān)系進(jìn)一步求出電子的荷質(zhì)比（誤差較大）第