2025年法拉第旋光效应测量与数据分析研究报告

法拉第旋光效应试验汇报1.理解和掌握法拉第效应的原理；2.理解和掌握法拉第效应的试验装置构造及试验原理；3.测量法拉第效应偏振面旋转角与外加磁场电流I的关系曲线。电源，导轨，偏振片，集成霍尔元件，稳压电源等。三.试验原理和操作环节：当线偏振光通过某些透明物质(如石英、糖溶液、酒石酸溶液等)后.其振动面将以光的传播方向为轴旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。1811年阿拉果首先发现石英有旋光现象，后来毕奥(J.B.Biot)和其他人又发现许多有机液体和有机物溶液也具有旋光现象。凡能使线偏振光振动面发生旋转的物质称为旋光物质，或称该物质具有旋光性。图3.1石英的旋光现象如图3.1所示，1P和2P分别为起偏器和检偏器(正交)。显然，在没有旋光物质时，2P背面的视场是暗的。当在1P和2P之间加入旋光物质后2P后的视场将变亮，将2P旋转某一角度后，视场又将变暗。这阐明线偏振光透过旋光物质后仍然是线偏振光，只是其振动面旋转了一种角度。振动面旋转的角度称为旋光度，用φ表达。线偏振光通过旋光晶体时，旋光度φ和晶体厚度d成正比，即不一样的旋光物质可以使线偏振光的振动面向不一样的方向旋转.人们对旋光方向旋；沿逆时针方向旋转称为左旋.在图3.1中，若在1P前加一种白色光源，由于不一样波长的光旋转角度不一样，因此抵达2P时有一部分光能透过去，有些光透不过去，有些能部分透过去，因此2P后的视场是彩色的，旋转2P其法拉第旋光效应25色彩会发生变化，这种现象叫做旋光色散。2.旋光现象的菲涅耳解释。偏振光振幅旋转过的角度较大，在出射面处，两圆偏光合方向比起本来(进入旋光物质前)的振动方向0PE来，顺时针方向转过角度θ,这就是右旋。当材料中左旋圆偏振光的相速度较大时.就是左旋光材料。3.磁致旋光。作用下就有旋光性了，就是前面简介的法拉第旋光效应，也叫磁致旋光效应。磁致旋光中振动面的旋转角φ和样品长度L及磁感应强度B成正比，即有VLB=φ(3.2)式中V是一德(Verdet)常数。某些物质的维尔德磁致旋光也有左右之分.我们规定：当光的传播方向和磁场方向平行时迎着光的方向观测，光的振动面向左旋转(逆时针),则维尔德常数为正。旋光现象的唯象解释近代物理试验讲义4.磁致旋光的经典唯象解释。可以用唯象模型来阐明磁致旋光效应。电子在左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的电场作用下作左旋和右旋圆周运动，电子运动平面与磁场垂直。电子在磁场中受到洛仑兹力，其方向向着电子轨道中心或背着轨道中心，视速度的方向而定注意：快慢的变化影响了圆偏振光电场矢量旋转角速度。当光从磁光媒质出射时重新合成线偏振光。由于在媒质中左旋和右旋的速率不一样，合成偏振光的振动面转过图3.5所示，若将出射光再反射回晶体，则通过天然旋光晶体的线偏光沿原路返折射率。因此方向不一样的圆偏振光的传播速度不一样，引起了振动面的旋转。12B-I曲线图：2.φ-B表格1红光φ(rad)绿光φ(rad)蓝光φ(rad)红光φ(rad)绿光φ(rad)蓝光φ(rad)红光绿光绿光：红光绿光蓝光经线性拟合可得：蓝光：φ=1.75B;绿光：φ=4.36B;红光：