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实验4 6法拉第效应 实验目的和要求 1 了解磁光效应现象和法拉第效应的作用机制 2 掌握旋光角的测量方法 学会使用有关仪器 3 学会用重要物理量的经典值验证实验原理和实验精度 一 实验原理 一 在磁场作用下介质的旋光作用 在磁场作用下 介质中左旋偏振光与右旋偏振光的传播速度不同 造成偏振面的旋转 二 法拉第旋光角的计算 根据量子理论 法拉第旋光角大小为 或 其中为费德尔常数 二 实验装置 一 光源系统白炽光源 用来提供白光 单色仪 用来产生单色光 聚光镜筒 产生平行光 起偏镜 用来产生平面偏振光 二 磁场系统电磁铁 圆柱型磁头 中心有通光孔 激磁电源 10A 60V 输出连续可调 高斯计 用来测量电磁铁所产生的磁场强度 三 样品介质系统样品介质 选用光学玻璃 做成三棱镜形状 四面抛成光学面 既可以放在磁场中做旋光样品 也可以放在分光仪上测样品介质的色散关系 dn d 样品盒和支架 铜材料做成 四 旋光角检测系统检偏测角仪 用来检测偏振光的偏振方位 光电倍增管 用来接收检偏后出射的光信号 转换成电信号输出给直流复射式检流计 直流复射式检流计 用来接收光电倍增管输出的电流信号 高压电源 用来提供光电倍增管工作电压 五 最小偏向角测量系统白炽光源 单色仪 分光仪 用来测量样品介质对应不同波长 和最小偏向角 的对应关系 三 实验内容 一 法拉第旋光角的测量1 旋光角测量方法 1 平面偏振光偏振方位的测定消光位置附近 光强变化曲率小 难以直接测量 需利用对称测量法 2 测量数据 不同磁场强度 不同入射波长下的偏振面旋转角测量 2 旋光角的测量 0 3 对于不同磁场B 作出 的关系曲线 二 样品介质的 和dn d 对应关系的测量把样品棱镜放在分光仪上 采用单色仪做光源 用最小偏向角测量法 测出波长 和最小偏向角 的对应关系 然后利用公式 求出样品介质的波长 和折射率n的对应关系 最后再由 n的关系进一步求出样品介质的波长 和dn d 的对应关系 四 结果处理 一 实验精度检验 计算电子荷质比 在实验测量各对应关系的范围内 适当选择相对应的 B 及dn d 的值 利用公式 计算出电子荷质比来
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