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法拉第效�(yīng)
閱讀�11391時間�2011-09-07 11:27:57

  1845年法拉第(Michal Faraday)發(fā)�(xiàn)玻璃在強磁場的作用下具有旋光�,加在玻璃棒上的磁場引起了平行于磁場方向傳播的線偏振光偏振面的旋�(zhuǎn)。此�(xiàn)象被稱為法拉第效�(yīng)�

計算公式

  �(dāng)線偏振光穿過介質(zhì)�,若在介�(zhì)中加一平行于光的傳播方向的磁場,則光的振動面將�(fā)生旋�(zhuǎn),這種磁致旋光�(xiàn)象是1845年由法拉第首先發(fā)�(xiàn)�,故稱為法拉第效�(yīng)。振動面�(zhuǎn)過的角度稱為法拉第效�(yīng)旋光角。實驗發(fā)�(xiàn)

  θ=VBL

  式中:θ為法拉第效�(yīng)旋光��

         L為介�(zhì)的厚��
 
         B為平行與光傳播方向的磁感強度分量�

         V稱為費爾德(Verdet)常�(shù)�

�(yīng)�

  法拉第效�(yīng)有許多重用的�(yīng)�,尤其在激光技�(shù)�(fā)展后,其�(yīng)用價值倍增。如用于光纖通訊系統(tǒng)中的磁光隔離�,因為偏振面的磁致旋�(zhuǎn)取決于磁場的方向,與光的傳播方向無關(guān),由此可�(shè)計成光隔離器,使光沿�(guī)定的方向通過同時阻擋反向傳播的光,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用于激光多級放大技�(shù)和高分辨的激光光譜技�(shù),激光選模等技�(shù)�。法拉第效應(yīng)的弛豫時間不大于10^10秒量�。在激光通訊、激光雷�(dá)等技�(shù)中已�(fā)展成類似微波器件的光頻環(huán)行器、調(diào)制器�。利用法拉第效應(yīng)的調(diào)制器(磁光調(diào)制器)在1μ�5μ的紅外波段將起重用作�,且磁光�(diào)制器需要的�(qū)動功率較電光�(diào)制器小的多,對溫度穩(wěn)定性的要求也較�。所以磁光調(diào)制是激光調(diào)制技�(shù)的重用組成之一,也常用于激光強度的�(wěn)定裝�。又如作為重要的傳感機理�(yīng)用于電工測量技�(shù)�,在磁場測量方面,利用它弛豫時間短(�1010-秒)的特點制成的磁光效應(yīng)磁強計可測量脈沖強磁�,交變強磁場;利用它對溫度不敏感的特�,磁光效�(yīng)磁強計可適用于較寬的溫度范圍,如等離子體中強磁場,低溫超�(dǎo)磁場;在電流測量方面,利用電流的磁效�(yīng)和光纖材料的法拉第效�(yīng),可測量幾千個安培的大電流或幾千KV的高壓電流等�

實驗器材

  1、光源系�(tǒng):白熾燈光源,單色儀,聚光燈筒,起偏��

  2、磁場系�(tǒng):電磁鐵,激磁電源,高斯��

  3、樣品介�(zhì)系統(tǒng):樣品介�(zhì),樣品盒�

  4、旋光角�(jiān)測系�(tǒng):檢偏測角儀,光電倍增�,直流復(fù)射式檢流�,高壓電��

實驗步驟

  1.實驗�(zhǔn)�

  將白熾燈電源線捅人電源變壓器�,接通電�,開啟單色儀入射狹縫�

  將光源、單色儀與電磁鐵配合銜接起來(即把偏振片座套插入電磁鐵之圓凹槽里�,從電磁鐵另一磁極圓孔中,�30×讀�(shù)顯微鏡觀�,調(diào)整單色儀與電磁鐵的配合,使光束位于圓孔中�。然后將光電接收部分的連接罩插人到電磁鐵的圓凹槽中。將玻璃樣品用彈性固定圈固定在電磁鐵磁極中間�

  2.儀器調(diào)節(jié)

 ?�?)接通電�,預(yù)�5min,使單色儀輸出某一波長的單色光�

 ?�?)將檢偏器手柄上的紅點與連接座的�(biāo)記及電磁鐵一端的�(biāo)記(均為紅色)三點調(diào)成一直線�

 ?�?)調(diào)�(shù)顯表靈敏度旋鈕在合適位置。靈敏度的高�,直接反映在�(shù)顯表�(shù)值跳動的快慢�。順時針為增加靈敏度,逆時針為降低靈敏度。注意:在同一波長的情況下,一�(jīng)�(diào)定,在測量過程中�(yīng)固定不動�

 ?�?)將檢偏鏡測角手輪順時針旋到頭后,再逆時針旋�(zhuǎn)兩周,按一下角度數(shù)顯表的清零按鈕,使角度顯示值為��

  �5)微動光電流�(shù)顯表的調(diào)零旋�,使其示值為零�

  3.測量法拉第效�(yīng)旋光�

 ?�?)將勵磁電流由零增加�1A,觀察數(shù)顯表示值的變化�

  �2)調(diào)節(jié)檢偏器手�,使�(shù)顯表的示值逐漸變化到零。記下角度表的讀�(shù)��

 ?�?)將勵磁電流分別�(diào)�2A�3A�4A,重�(fù)過程�2��

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