文档介绍：实验 4 磁旋光效应
磁旋光效应（法拉第效应）实验，对不同物质的旋光特性有所认识。实验发现，磁旋光性 物质具有左旋和右旋之分,而且它的旋光方向是由磁场的方向来决定。根据实验数据分析获 得磁场强度与偏振角之关系，观察磁场电流与旋光方向的关系质是含有三价稀土离子的玻璃，旋光色散可用下式近 似表示
V = K （九 2 —九 2）-1
t
式中K是跃迁波长九、有效的电偶极矩阵元C、温度和浓度等物理量的函数，但与人射光波 tt
长入无关。
［实验装置］
本实验所使用的实验装置是NDFA-20A型磁旋光效应仪，其功能部件如图4所示。
光电倍增管
检偏器
单邑
斩光器
起胃器电瞬
图3实验装置示意團
放大器
下面对几个主要部件予以简介。
1、光源及照明系统：光源使用有足够亮度的白炽灯。白光通过单色仪分光得到可见光 波段的近单色光。为保证在不同波段有一定的单***和适当的亮度，设备设计有一宽度可调 狭缝。同时入射狭缝前和出射狭缝后加有透镜组，以便起偏器的视场获得尽可能均匀的照明。
2、起偏器：位于单色仪处口，其位置固定，需要时可以微调。
3、斩光器：由在同一圆周上具有间歇透明的可旋转斩光盘构成，斩光盘旋转时，进入 起偏器的光成通断交替状态，相当于被一方波调制。斩光器可以在提供射入样品光时也提供 一路参考光，以减小实验误差。
4、 电磁铁、电源与特斯拉计：电磁铁用直流电源供电，最大电流10A。电磁铁间的磁 场强度由安装在那里的特斯拉计给出。
5、 检偏器：用面板上的检偏调节旋钮调节其检偏角，调节范围180 度，分辩率为 度，角度由面板上的角度指示度盘读出。
6、 接收装置：经检偏器输出的光强用光电倍增管接收器接收并转化为电信号，电信号 经放大器放大后在面板上的输出指示表上显示出来。
［实验方法］
1．将待测样品玻璃放入样品抽屉上的圆孔内，轻轻旋紧样品，防止压碎样品。 2．将输出电流调节和倍增管电压调节旋钮逆时针方向调到最小，打开电源。 3．调节磁场调节旋钮，使磁场为 0，将倍增管电压调到最小，并且将输出指针调节至0。
4．微调减测灵敏度旋纽（即倍增管电压调节）观察输出指示到满刻度2/3 附近，再微 调检偏器角度，使锁定示出电压最小，再重新缓慢调节高检测灵敏度，使得输出指示再 次增大，重新调节检偏器角度，使输出指示电压最小。以此依次反复调节几次，当检偏 器的角度微小变化都会带来输出增加时，记录下此时的检偏器的角度，此时检偏器角度 被认作为与偏振光无偏振时的原偏振角相差90 度。
5．微调磁场调节旋钮，使输出磁场 50mT 注意观察输出数据在增，如果增加的过多或接
近饱和，则停止增加电流，逆时针方向调低灵敏度。当磁场到达50mT时，重复步骤4 的开始方法，检测磁化时的最小输出偏振角，并记录数据。
5 的方法，分别测量 50mT100mT150mT200mT250mT300mT350m400mT450mT500mT 注意事项
（1） 磁极间距要固定好，使刚好能放下样品又不使样品受压力
（2） 施加或撤除磁化电流时，应先将电源输出电位器逆时针旋回到零，以防止接通或切 断电源时磁体电流的突变。
（3） 为了保证能重复测得磁感应强度及与之相应的磁体激磁电流的数据，磁体电流应从 零上升到正向最大值，否则要进行消磁。
（4） 半荫式起偏器的粘合缝最好水平放置，否则当狭缝较宽时，用单色仪分光，出射光 颜色左右两半不同，不利于比较它们的亮度。
［相关背景］
引言法拉第效应的发现：1845 年法拉第用一束偏振光通过重玻璃,然后用尼科耳棱镜进 行细致的观察。他发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场的作用下产生旋光性,使偏振光的 偏振面发生偏转。这就是磁旋光效应的发现,这是人类第一次认识到电磁现象与光现象之间 的关系。
法拉第效应可用于混合碳水化合物成分分析和分子结构研究。 近年来在激光技术 中这一效应被利用来制作光隔离器和红外调制器。
该效应可用来分析碳氢化合物，因每种碳氢化合物有各自的磁致旋光特性；在光 谱研究中，可借以得到关于激发能级的有关知识；在激光技术中可用来隔离反射光， 也可作为调制光波的手段。
因为磁场下电子的运动总附加有右旋的拉穆尔进动，当光的传播方向相反时，偏 振面旋转角方向不倒转，所以法拉第效应是非互易效应。这种非互易的本质在微波和 光的通信中是很重要的。许多微波、光的隔离器、环行器、开关就是用旋转角大的磁 性材料制作的。
［相关人物］
法拉第出身在美国的一个非常贫困的家庭。法拉第形容自己的童年是在“饥饿和寒冷中 度过的”。法拉第是家里唯一读过二年半小学的子女，由于他诚实、聪明、能干，阅读各种 各样的书籍，越来越被物理、化学领域的成果所吸引。