如何設計磁光效應實驗?請簡述下實驗過程 相關的公式和原理

2021-03-18 03:03:22 字數 1917 閱讀 6492

1樓:匿名使用者

磁光效應綜合實驗

【實驗目的】

1、了解法拉第效應,會用消光法檢測磁光玻璃的費爾德常數。

2、能夠熟練應用特斯拉計測量電磁鐵磁頭中心的磁感應強度,並能其分析線性範圍。

3、熟悉磁光調製的原理,理解倍頻法精確測定消光位置。

4、學會用磁光調製倍頻法研究法拉第效應,精確測量不同樣品的費爾德常數。

【實驗儀器】

fd-moc-a磁光效應綜合實驗儀,雙蹤示波器

【實驗原理】

概述:2023年,法拉第(m.faraday)在探索電磁現象和光學現象之間的聯絡時,發現了一種現象:

當一束平面偏振光穿過介質時,如果在介質中,沿光的傳播方向上加上乙個磁場,就會觀察到光經過樣品後偏振面轉過乙個角度,即磁場使介質具有了旋光性,這種現象後來就稱為法拉第效應。法拉第效應第一次顯示了光和電磁現象之間的聯絡,促進了對光本性的研究。之後費爾德(verdet)對許多介質的磁致旋光進行了研究,發現了法拉第效應在固體、液體和氣體中都存在。

法拉第效應有許多重要的應用,尤其在雷射技術發展後,其應用價值越來越受到重視。如用於光纖通訊中的磁光隔離器,是應用法拉第效應中偏振面的旋轉只取決於磁場的方向,而與光的傳播方向無關,這樣使光沿規定的方向通過同時阻擋反方向傳播的光,從而減少光纖中器件表面反射光對光源的干擾;磁光隔離器也被廣泛應用於雷射多級放大和高解析度的雷射光譜,雷射選模等技術中。在磁場測量方面,利用法拉第效應馳豫時間短的特點製成的磁光效應磁強計可以測量脈衝強磁場、交變強磁場。

在電流測量方面,利用電流的磁效應和光纖材料的法拉第效應,可以測量幾千安培的大電流和幾兆伏的高壓電流。

磁光調製主要應用於光偏振微小旋轉角的測量技術,它是通過測量光束經過某種物質時偏振面的旋轉角度來測量物質的活性,這種測量旋光的技術在科學研究、工業和醫療中有廣泛的用途,在生物和化學領域以及新興的生命科學領域中也是重要的測量手段。如物質的純度控制、糖分測定;不對稱合成化合物的純度測定;製藥業中的產物分析和純度檢測;醫療和生化中酶作用的研究;生命科學中研究核醣和核酸以及生命物質中左旋氨基酸的測量;人體血液中或尿液中糖份的測定等。

一、法拉第效應

實驗表明,在磁場不是非常強時,如圖1所示,偏振面旋轉的角度 與光波在介質中走過的路程 及介質中的磁感應強度在光的傳播方向上的分量 成正比,即:

(1)比例係數 由物質和工作波長決定,表徵著物質的磁光特性,這個係數稱為費爾德(verdet)常數。

費爾德常數 與磁光材料的性質有關,對於順磁、弱磁和抗磁性材料(如重火石玻璃等), 為常數,即 與磁場強度 有線性關係;而對鐵磁性或亞鐵磁性材料(如yig等立方晶體材料), 與 不是簡單的線性關係。

2樓:匿名使用者

這個實驗主要是利用法拉第磁致旋光效應,可參考《光學》下冊,趙凱華第七章,第五節,裡面有公式,和原理講解。這是做這個實驗的乙個課件**,看看你能不能開啟。 http:

//jpkc.hust.edu.

**/ec3.0/c54/uploadfiles/n357/200604072319.swf

磁光效應實驗中檢偏器作用

3樓:像狐不是狸

檢偏器——用來檢驗某一束光是否偏振光。 方法:轉動偏振片,觀察透射光強度的變化:

自然光:透射光強度不發生變化 偏振光:透射光強度發生變化 偏振光通過偏振片後,在轉動偏振片的過程中,透射光強度發生變化。

在這裡偏振片起著檢偏器的作用。 (1)線偏振光 檢偏器旋轉一周,光強兩強兩黑。 (2)自然光 在光路中插入檢偏器,屏上光強減半。

檢偏器旋轉,屏上亮暗無變化。 (3)部分偏振光 檢偏器旋轉一周,屏上光強經歷兩強兩弱變化。 (4)圓偏振光 光向量端點在垂直於光傳播方向的截面內描繪出圓形軌跡。

檢偏器旋轉一周,光強無變化。 (5)橢圓偏振光 光向量端點在垂直於光傳播方向的截面內描繪出橢圓軌跡。檢偏器旋轉一周,光強兩強兩弱。

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