2025年法拉第旋光效應(yīng)測量與數(shù)據(jù)分析研究報(bào)告

法拉第旋光效應(yīng)試驗(yàn)匯報(bào)1.理解和掌握法拉第效應(yīng)的原理；2.理解和掌握法拉第效應(yīng)的試驗(yàn)裝置構(gòu)造及試驗(yàn)原理；3.測量法拉第效應(yīng)偏振面旋轉(zhuǎn)角與外加磁場電流I的關(guān)系曲線。電源，導(dǎo)軌，偏振片，集成霍爾元件，穩(wěn)壓電源等。三.試驗(yàn)原理和操作環(huán)節(jié)：當(dāng)線偏振光通過某些透明物質(zhì)(如石英、糖溶液、酒石酸溶液等)后.其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)一定的角度，這種現(xiàn)象稱為旋光現(xiàn)象。1811年阿拉果首先發(fā)現(xiàn)石英有旋光現(xiàn)象，后來畢奧(J.B.Biot)和其他人又發(fā)現(xiàn)許多有機(jī)液體和有機(jī)物溶液也具有旋光現(xiàn)象。凡能使線偏振光振動(dòng)面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)，或稱該物質(zhì)具有旋光性。圖3.1石英的旋光現(xiàn)象如圖3.1所示，1P和2P分別為起偏器和檢偏器(正交)。顯然，在沒有旋光物質(zhì)時(shí)，2P背面的視場是暗的。當(dāng)在1P和2P之間加入旋光物質(zhì)后2P后的視場將變亮，將2P旋轉(zhuǎn)某一角度后，視場又將變暗。這闡明線偏振光透過旋光物質(zhì)后仍然是線偏振光，只是其振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)了一種角度。振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度，用φ表達(dá)。線偏振光通過旋光晶體時(shí)，旋光度φ和晶體厚度d成正比，即不一樣的旋光物質(zhì)可以使線偏振光的振動(dòng)面向不一樣的方向旋轉(zhuǎn).人們對旋光方向旋；沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)稱為左旋.在圖3.1中，若在1P前加一種白色光源，由于不一樣波長的光旋轉(zhuǎn)角度不一樣，因此抵達(dá)2P時(shí)有一部分光能透過去，有些光透不過去，有些能部分透過去，因此2P后的視場是彩色的，旋轉(zhuǎn)2P其法拉第旋光效應(yīng)25色彩會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做旋光色散。2.旋光現(xiàn)象的菲涅耳解釋。偏振光振幅旋轉(zhuǎn)過的角度較大，在出射面處，兩圓偏光合方向比起本來(進(jìn)入旋光物質(zhì)前)的振動(dòng)方向0PE來，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過角度θ,這就是右旋。當(dāng)材料中左旋圓偏振光的相速度較大時(shí).就是左旋光材料。3.磁致旋光。作用下就有旋光性了，就是前面簡介的法拉第旋光效應(yīng)，也叫磁致旋光效應(yīng)。磁致旋光中振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)角φ和樣品長度L及磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比，即有VLB=φ(3.2)式中V是一德(Verdet)常數(shù)。某些物質(zhì)的維爾德磁致旋光也有左右之分.我們規(guī)定：當(dāng)光的傳播方向和磁場方向平行時(shí)迎著光的方向觀測，光的振動(dòng)面向左旋轉(zhuǎn)(逆時(shí)針),則維爾德常數(shù)為正。旋光現(xiàn)象的唯象解釋近代物理試驗(yàn)講義4.磁致旋光的經(jīng)典唯象解釋。可以用唯象模型來闡明磁致旋光效應(yīng)。電子在左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的電場作用下作左旋和右旋圓周運(yùn)動(dòng)，電子運(yùn)動(dòng)平面與磁場垂直。電子在磁場中受到洛侖茲力，其方向向著電子軌道中心或背著軌道中心，視速度的方向而定注意：快慢的變化影響了圓偏振光電場矢量旋轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)光從磁光媒質(zhì)出射時(shí)重新合成線偏振光。由于在媒質(zhì)中左旋和右旋的速率不一樣，合成偏振光的振動(dòng)面轉(zhuǎn)過圖3.5所示，若將出射光再反射回晶體，則通過天然旋光晶體的線偏光沿原路返折射率。因此方向不一樣的圓偏振光的傳播速度不一樣，引起了振動(dòng)面的旋轉(zhuǎn)。12B-I曲線圖：2.φ-B表格1紅光φ(rad)綠光φ(rad)藍(lán)光φ(rad)紅光φ(rad)綠光φ(rad)藍(lán)光φ(rad)紅光綠光綠光：紅光綠光藍(lán)光經(jīng)線性擬合可得：藍(lán)光：φ=1.75B;綠光：φ=4.36B;紅光：