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1、法拉第效应-磁光调制实验第1页，本讲稿共21页法拉第效应o1845年，迈克尔法拉第（M.Faraday）发现:在穿过介质时，偏振光波会因为外磁场的作用，转变偏振的方向，这一现象称为 法拉第效应。第2页，本讲稿共21页o法拉第效应第一次显示了光和电磁现象之间的联系，促进了对光本性的研究，是光学过程与电磁学过程有密切联系的最早证据。o费尔德（Verdet）对许多介质的磁致旋光进行了研究，发现了法拉第效应在固体、液体和气体中都存在。第3页，本讲稿共21页法拉第效应的应用o光纤通讯中的磁光隔离器：减少光纤中器件表面反射光对光源的干扰 o磁场测量方面：磁光效应磁强计测量脉冲强磁场（天文学中测量射电脉冲星
2、）、交变强磁场 o电流测量方面：测量几千安培的大电流和几兆伏的高压电流 o生命科学领域：医疗和生化中酶作用的研究；研究核糖和核酸以及生命物质中左旋氨基酸的测量；人体血液中或尿液中糖份的测定等。第4页，本讲稿共21页=VBL o为法拉第效应旋光角；oL为介质的厚度；oB为平行与光传播方向的磁感强度分量；oV称为费尔德(Verdet)常数。第5页，本讲稿共21页实验装置第6页，本讲稿共21页dd-曲线(nm)460480500520540560580600dd(mm)3.6263.9804.2874.5574.7985.0175.2165.400由实验室给出：第7页，本讲稿共21页U-B拟合（线性
3、拟合）第8页，本讲稿共21页U-B拟合（二次拟合）第9页，本讲稿共21页B-拟合 =580nm证明与B呈线性关系第10页，本讲稿共21页对所有的进行B-拟合 求出V=VBL /nm4604805005205405605806001.0750.8600.7930.6890.6720.4900.5220.4860.9960.9910.9940.9960.9950.973（舍）0.9980.997费尔德费尔德常数常数V rad/(mT)10.6418.5967.8496.8216.7215.2174.861第11页，本讲稿共21页-拟合拟合第12页，本讲稿共21页最小偏向角法测三棱镜的折射率n第13
4、页，本讲稿共21页-n拟合拟合第14页，本讲稿共21页-V拟合拟合第15页，本讲稿共21页计算电子的荷质比实验得到的电子荷质实验得到的电子荷质比比理论值偏小比比理论值偏小35%！第16页，本讲稿共21页误差分析o1.使用特斯拉计测电磁铁中心位置磁场，手持特斯拉计可能不稳定，造成误差。o2.多次拟合结果，累计的系统误差较大o疑问：-曲线一定是线性的么曲线一定是线性的么第17页，本讲稿共21页-二次二次拟合拟合B=498.2mT U=12V第18页，本讲稿共21页可以做这样的近似第19页，本讲稿共21页总结o1.实验观察到了法拉第效应的磁致旋光效应o2.验证了法拉第效应中偏转角与磁感应强度的线性关系o3.测出了不同波长对应的费尔德常数o4.测量出波长与折射率关系进一步求出电子的荷质比（误差较大）第20页，本讲稿共21页Thank You!o感谢合作者 汪竟成！第21页，本讲稿共21页