文档介绍：法拉第效应
一、引言
1845 年英国物理学家法拉第发现原本没有旋光性的铅玻璃在磁场中出现了旋光性，这种磁致旋光现象即法拉第效应。随后费尔德的研究发现法拉第效应普遍存在于固体、液体、和气体中，只是大部分物质的法拉第效应很弱。
法拉上式中的余弦项，在8 '很小的前提下，利用近似关系sine ' ^0 ' =6 ^inwt和cos0 1得
cos2（P ±0'） = cos 2 P 20 cos P sin P sin ®t + — 0 2 sin 2 p （1 - cos 2®t） 0 2 0 （ 13 ）
上式第一项为一直流信号，第二项为基频信号，第三项为倍频信号。
当；l 90°时，倍频信号与基频信号相比可以忽略，所以只有基频信号；
当；| 90°时，但很接近二°。时，此时基频信号减小，开始出现倍频信号；
当时，此时基频信号消失，只出现倍频信号。上式只有第三项，此时透过检偏器的强度为
I = I 02（1- cos 2®t）
2 0 0 （ 14 ）
测量时，根据放入样品前后出现倍频信号的位置就可以确定样品的法拉第旋光角。
3、实验装置
本实验使用的法拉第旋光角测量装置如图1 所示，激光通过起偏器后成为线偏振光，经磁光调制器调制后进入被测样品，出射后偏振面旋转了切角。被调制和旋转后的线偏振光入射到检偏器，转换成光电流, 经放大器放大后输入示波器信号通道，在示波器上就显示出被调制的信号。通过倍频信号的判断和消光法测量法拉第旋光角。
调制线圈;
直涼磁场
励磁电涼
― 直涼电圧示波器
电源
图 1 法拉第旋光角测量装置图
三、实验内容
1、准备工作
连接电路，打开氦氖激光的电源，预热约10 分钟，使仪器处于稳定工作状态。调节光路，使各通光孔处于等高共轴的一条直线上。
2、测量励磁电流I和磁感应强度B的关系
不放样品，将特斯拉计的探头放入电磁铁的磁场中，改变励磁电流I,测量于其相对应的磁感应强度
B。
3、用倍频法测量MR3—2、ZF7样品在不同励磁电流下对应的旋光角，并利用上面所确定的B〜I关
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系作出样品的e〜b曲线。
4、设计光路区分自然旋光和法拉第旋光。
四、数据处理与实验结果分析
1、测定磁场的均匀性和磁场的标定
在 I= 时，测量 5 处的磁感应强度，选择磁场最强处作为测量点，对应补充讲义的图6.
位置
磁感应强度/T
中间

下

上

左

右

在不同方位上，磁感应强度大小略有差异，这会引起试验中一定的误差。特斯拉计示数为正，磁力线由N 极指向S极。
2、测量励磁电流I和磁感应强度B的关系，实验数据如表1 表1励磁电流1(A)和磁感应强度B(T)的关系。
励磁电流I/A
磁感应强度B/T

用 Excel 拟合获得图像如图 2
图 2 励磁电流 I 和磁感