法拉第效应实验

法拉第效应一．实验目的1．初步了解法拉第效应的经典理论。

2．初步掌握进行磁光测量的方法。

二．实验原理1．法拉第效应实验表明，偏振面的磁致偏转可以这样定量描述：当磁场不是很强时，振动面旋转的角度F θ与光波在介质中走过的路程l 及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量H B 成正比，这个规律又叫法拉第一费尔得定律，即F H VB l θ=()1比例系数V 由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性，这个系数称为费尔得常数，它与光频和温度有关。

几乎所有的物质都有法拉第效应，但一般都很不显著。

不同物质的振动面旋转的方向可能不同。

一般规定：旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致的，叫正旋（0V >）反之叫负旋（0V <）。

法拉第效应与自然旋光不同，在法拉第效应中，对于给定的物质，偏振面相对于实验室坐标的旋转方向，只由B 的方向决定和光的传播方向无关，这个光学过程是不可逆的。

光线往返一周，旋光角将倍增。

而自然旋光则是可逆的，光线往返一周，累积旋光角为零。

与自然旋光类似，法拉第效应也有色散。

含有三价稀土离子的玻璃，费尔德常数可近似表示为：()122t V K λλ-=-()2这里K 是透射光波长t λ，有效的电偶极矩阵元，温度和浓度等物理量的函数，但是与入射波长λ无关。

这种V 值随波长而变的现象称为旋光色散。

2．法拉第效应的经典理论从光波在介质中传播的图像看，法拉第效应可以这样理解:一束平行于磁场方向传播的平面偏振光，可以看作是两柬等幅的左旋和右旋偏振光的叠加，左旋和右旋是相对于磁场方向而言的。

介质中受原子核束缚的电子在人射光的两旋转电矢量作用下，作稳态的圆周运动。

在与电子轨道平面相垂直的方向上加一个磁场B ，则在电子上将引起径向力M F ，力的方向决定于光的旋转方向和磁场方向。

因此，电子所受的总径向力可以有两个不同的值。

轨道半径也可以有两个不同的值。

结果，对于一个给定的磁场就会有两个电偶极矩，两个电极化率。

法拉第效应1845年8月，英国科学家法拉第发现原来没有旋光性的重玻璃在强磁场作用下产生旋光性，使偏振光的偏振面发生偏转。

磁致旋光效应后来称为法拉第效应。

法拉第效应有许多应用，特别是在激光技术中制造光调制器、光隔离器和光频环行器，在半导体物理中测量有效质量、迁移率等。

一、实验目的1． 了解法拉第效应的原理；2． 观察线偏振光在磁场中偏振面旋转的现象，确定维尔德（Verdet ）常数；3． 验证偏振面旋转角度、光波波长和磁场强度间的关系。

二、实验器材12v/100w 卤素灯、法拉第效应实验仪、光电器件及平衡指示仪、三、实验原理介质因外加磁场而改变其光学性质的现象称之为磁光效应。

其中，光通过处于磁场中的物质时偏振面发生旋转的效应较为重要，我们称这种偏振面的磁致旋转效应为法拉第效应（Faraday effect ）。

它与克尔效应一起揭示了光的电磁本质，是光的电磁理论的实验基础。

法拉第在寻找磁与光现象的联系时首先发现了线偏振光在通过处于磁场当中的各向同性介质时其偏振面发生旋转的现象。

在磁场不是非常强时，偏振面的旋转角度ϕ∆ 与介质的厚度S 及磁感应强度在光的传播方向上的分量B 成正比VBS =∆ϕ （1）比例系数V 成为维尔德（Verdet ）常数，它取决于光的波长和色散关系，一般物质的维尔德常数比较小，表1给出了几种材料的维尔德常数V 。

法拉第效应与自然旋光不同。

在法拉第效应中对于给定的物质，光矢量的旋转方向只由磁场的方向决定，而与光的传播方向无关，即当光线经样品物质往返一周时，旋光角将倍增。

线偏振光可看作两个相反偏振量σ+和σ –的圆偏振光的相干叠加，从原子物理知识可知，磁场将使原子中的振荡电荷产生旋进运动，旋进的频率等于拉莫尔频率，即ωL =B me ⋅,这里e 和m 分别为振荡粒子的电荷和质量，B 为磁场强度。

线偏振光的σ+和σ –分量有不同的旋进频率，分别为L ωω- 和L ωω+，相应的折射率n +和n -，相速度v +和v - 都不同，而在表1.几种材料的维尔德常数V光学行为中是等效的，偏振面旋转角由下述等式得到，旋转角由光通过的材料长度S 决定,即S c n n ⋅-=∆-+2)(ωϕ （2）上式中，c 为光速，ω为入射光的频率，上式的推导较为简单，是建立在经典电磁理论的基础之上。

一、实验目的1. 了解和掌握法拉第效应的原理及其在光学和电磁学中的应用。

2. 熟悉法拉第效应实验装置的结构和操作方法。

3. 测量法拉第效应产生的偏振面旋转角度，验证法拉第效应的基本规律。

4. 计算法拉第效应的费尔德常数，了解其与样品材料、磁场强度和光波波长之间的关系。

二、实验原理法拉第效应是指当一束平面偏振光通过含有重金属或稀土离子的光学介质时，在介质中沿光的传播方向加上一个强磁场，偏振面会发生旋转的现象。

这种现象与磁场强度、光波波长和样品材料有关。

法拉第效应的基本原理如下：1. 当光波通过介质时，光波的电场会使介质中的电子发生受迫振动，产生感应电流。

2. 感应电流产生的磁场与外加磁场相互作用，使得光波在介质中的传播速度发生变化。

3. 由于左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的传播速度不同，从而导致偏振面发生旋转。

法拉第效应的旋转角度θ与磁场强度B、光波波长λ、介质厚度d和费尔德常数V的关系为：θ = V B d λ三、实验装置1. 光源系统：包括白炽灯、透镜组、单色仪和斩光器。

2. 磁场系统：包括电磁铁、供电电源和特斯拉计。

3. 样品介质：选择含重金属或稀土离子的光学玻璃，制成圆柱状。

4. 旋光角检测系统：包括检偏测角仪、前置放大器、锁相放大器和光电倍增管。

四、实验步骤1. 连接实验装置，确保各部分连接正确。

2. 打开电源，调整光电倍增管电压至650V，观察输出指示，确保不过载。

3. 记录消光角，即法拉第转角的零点。

4. 逐渐增大磁场强度，分别在0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000Oe时测量检偏角。

实验法拉第效应实验【实验目的】1. 了解和掌握法拉第效应的原理；2. 了解和掌握法拉第效应的实验装置结构及实验原理；3. 学会测量法拉第效应旋光角、计算费尔德常数、测量并计算电子核质比。

【实验仪器和用具】光源，单色仪，起偏镜，电磁铁，检偏镜，光倍管，数显表，游标卡尺，样品【实验原理】1.法拉第效应1845年法拉第发现磁场会引起磁性介质折射率变化而产生旋光现象，即加在介质上的磁场引起了平行于磁场方向传播的线偏振光偏振面的旋转，且光波偏振面偏转角（磁致旋光角）与光在介质中通过的长度D及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B成正比。

此即为法拉第效应。

法拉第效应在固体、液体和气体中都存在。

大部分物质的法拉第效应很弱，掺稀土离子玻璃的法拉第效应稍明显些，而有些晶体如YIG等的法拉第效应较强。

同时，由于法拉第效应弛豫时间极短，对温度稳定性要求低。

故法拉第效应有许多重用的应用，如光纤通讯中的磁光隔离器、单通器，激光通讯，激光雷达等技术中的光频环行器、调制器等，以及磁场测量的磁强计等。

磁光隔离器可减少光纤中器件表面反射光对光源的干扰；磁光隔离器也被广泛用于激光多级放大技术和高分辨的激光光谱技术，激光选模等技术中。

在磁场测量和电流方面，可测量脉冲强磁场、交变强磁场、等离子体中强磁场、低温超导磁场、几千-几千KV的高压电流等。

此外，利用法拉第效应还可研究物质结构、载流子有效质量、能带等。

不同物质偏振面旋转方向可能不同。

通常规定：振动面的旋转方向和产生磁场的螺旋线圈中电流方向一致，称为正旋(V＞0)；反之，叫做负旋(V＜0)。

对于给定物质，其固有旋光效应沿顺光线和逆光线方向观察时线偏振光的振动面的旋向完全相反，因此，当光波往返两次穿过固有旋光物质时振动面复位。

而法拉第效应则不然，其旋转方向仅由磁场方向决定，而与光传播方向无关。

若磁场方向不变，光线往返穿过磁致旋光物质时，法拉第转角将加倍。

利用该特性，可令光线在介质中往返数次，从而加强旋转效应。

VBd=θ专业物理实验法拉第磁旋光效应一、 实验目的.1. 通过对重火石玻璃磁光效应的测量，加深磁场对光学介质物性常数影响的理解；2. 了解光波隔离器的工作原理。

二、 实验原理.1845年，法拉第发现，当一束平面偏振光沿着磁场方向通过受磁场作用的物质，如玻璃、二硫化碳、汽油等时，透射光的偏振面会转过一个角度。

这种磁致旋光现象称为法拉第效应。

它和发生于糖溶液中的自然旋光效应是不同的。

在法拉第效应中，对于给定的物质，偏振面的旋转方向相对于实验室坐标只由磁场B 的方向决定，和光的传播方向无关，是不可逆的光学过程。

光线往返一周，累积旋光角倍增。

而自然旋光效应是可逆的，光线往返一周，累积旋光角为零。

利用法拉第效应的这一特性，可制造一种不可逆的光学仪器：光波隔离器或单通器。

此外，法拉第效应还可用于物质结构和半导体物理方面的研究。

当磁场不是非常强时，法拉第效应中偏振面转过的角度θ，与沿介质厚度方向所加磁场的磁感应强度B 及介质厚度d 成正比，即（1）式中比例常数V 叫做费尔德常数。

几乎所有的物质都存在法拉第效应。

不同的物质偏振面旋转的方向可能不同。

设想磁场B 是由绕在样品上的螺旋线圈产生的。

习惯上规定：振动面的旋转方向和螺旋线圈中电流方向一致，称为正旋（V >0）；反之，叫做负旋（V < 0）；V 由物质和工作波长决定，它表征物质的磁光特性。

根据自然旋光的菲涅耳唯象描述，对于法拉第效应可作这样的经典解释：一束平行于磁场方向传播的平面偏振光可看作两束等幅的左旋和右旋圆偏振光的叠加，进入介质后由于磁场的作用使得它们以稍微不同的速度⎪⎭⎫ ⎝⎛l r n c n c ,向前传播，从介质出射后，合成线偏振光，偏振面相对于入射光转过了一定的角度。

图1 线偏振光沿磁场方向传播下面来进行旋转角度的计算：设有一束偏振光沿介质磁场方向穿过介质，如图1所示。

入射线偏振光的场强为n 为空气中的折射率。

在进入介质的地方（z = 0） 进入介质后分成右旋、左旋圆偏振光。

法拉第效应实验目的：1． 了解磁光效应现象和法拉第效应的作用；2． 测定法拉第旋光角θ与磁场强度B 的关系曲线，测定介质的费尔德常数； 3． 测定旋光角与波长λ的关系曲线，计算荷质比。

实验仪器：法拉第效应实验仪实验原理：当线偏振光沿着磁场方向透过磁场中的磁性物质时，透射光仍为线偏振光，但由于磁场中的磁性物质对左、右圆偏振的折射率不同，使透射线偏振光的偏振方向旋转，这就是法拉第效应。

光在磁场的作用下通过介质时，偏转面旋转的角度θ与光波在介质中走过的路程d 及介质中的磁感应强度在光的传播方向上的分量B 成正比，即VBd =θ （15）其中比例系数V 由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性，称为费尔德常数。

由量子理论推导出法拉第效应旋转角的计算公式为：Bd n ⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=λλθd d mc 2e (16)其中为λ入射光波波长，⎪⎭⎫⎝⎛λd d n 为样品介质的色散，c 为光速，m e 为电子荷质比。

将（16）式变形得：（17）可见，利用（17）式便可测出电子的荷质比。

首先需要准确测出样品介质的色散⎪⎭⎫⎝⎛λd d n ，否则将带来很大误差。

在分光计上采用最小偏向角法来测量光学介质色散关系是简便而有效的途径。

测定各种可见光波长λ对应介质的最小偏向角δ，根据（18）式算出对应波长的折射率[2]⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2sin 2sin A A n δ （18）其中A 为样品棱镜的顶角 利用柯西色散公式2λba n += （19）将（19）式对λ求微商得32d d λλbn -= （20） 只要作出λ-n -2曲线，线性回归后求出斜率b ，再将b 以及λ代入（20）式，便可求得相应色散⎪⎭⎫⎝⎛λd d n 。

为了尽量减少θ／B 的测量误差，通过测量一组旋光角θ与磁感应强度B 的对应关系，利用线性回归求出斜率K ，即K =θ／B 。

将K =θ／B 以及（21）式代入（17）式求出电子荷质比dbK 2c m e λ= （21）三、实验装置磁光旋转测试装置如图5所示。

法拉第效应实验报告法拉第效应是指当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生感应电动势的现象。

这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪首次发现并描述的。

在本次实验中，我们将通过简单的实验装置来观察和验证法拉第效应的存在，并对其产生的原理进行分析和探讨。

实验材料和装置：1. 直流电源。

2. 导线。

3. 磁铁。

4. 电压表。

实验步骤：1. 将直流电源连接好，接通电源。

2. 将导线绕制成一个小圈，将磁铁放入圈内。

3. 将电压表连接到导线两端，观察电压表的读数。

实验结果：在实验进行过程中，我们观察到了明显的电压表读数变化。

当磁铁在导线圈内运动时，电压表的读数随之发生变化，表明在导线两端产生了感应电动势。

这一现象正是法拉第效应的典型表现。

实验分析：根据法拉第效应的原理，当导体在磁场中运动时，导体内的自由电子将受到磁场力的作用，从而在导体两端产生感应电动势。

这一感应电动势的大小与导体的速度、磁场的强度以及导体的长度等因素有关。

在本次实验中，磁铁在导线圈内运动，导致导线内的自由电子受到磁场力的作用，从而产生了感应电动势，表现为电压表的读数变化。

结论：通过本次实验，我们验证了法拉第效应的存在，并对其产生的原理进行了分析和探讨。

法拉第效应在现代电磁学中具有重要的理论和实际应用价值，对于理解电磁感应现象和设计电磁设备具有重要意义。

综上所述，法拉第效应是电磁学中的重要现象，通过本次实验，我们对其有了更深入的理解。

希望本次实验能够对大家对法拉第效应有所帮助，也希望大家能够继续对电磁学知识进行深入学习和探索。

近代物理实验【实验名称】法拉第效应【实验目的】1.了解磁光效应现象和法拉第效应的机理。

2.测量磁致旋光角，验证法拉第—费尔德定律θ=VBL 。

3.法拉第效应与自然旋光的区别。

4.了解磁光调制原理。

【实验仪器】1、光源系统：白炽灯光源，单色仪，聚光灯筒，起偏镜；2、磁场系统：电磁铁，激磁电源，高斯计；3、样品介质系统：样品介质，样品盒；4、旋光角监测系统：检偏测角仪，光电倍增管，直流复射式检流计，高压电源；【实验原理】介质因外加磁场而改变其光学性质的现象称之为磁光效应。

其中，光通过处于磁场中的物质时偏振面发生旋转的效应较为重要，我们称这种偏振面的磁致旋转效应为法拉第效应。

它与克尔效应一起揭示了光的电磁本质，是光的电磁理论的实验基础。

法拉第在寻找磁与光现象的联系时首先发现了线偏振光在通过处于磁场当中的各向同性介质时其偏振面发生旋转的现象。

在磁场不是非常强时，偏振面的旋转角度 与介质的长度及磁感应强度在光的传播方向上的分量B 成正比BlV =θ （1）比例系数V 成为维尔德（Verdet ）常数，它取决于光的波长和色散关系，一般物质的维尔德常数比较小，表1给出了几种材料的维尔德常数V 。

法拉第效应与自然旋光不同。

在法拉第效应中对于给定的物质，光矢量的旋转方向只由磁场的方向决定，而与光的传播方向无关，即当光线经样品物质往返一周时，旋光角将倍增。

线偏振光可看作两个相反偏振量σ+和σ –的圆偏振光的相干叠加，从原子物理知识可知，磁场将使原子中的振荡电荷产生旋进运动，旋进的频率等于拉莫尔频率，即ωL =B me ⋅,这里e 和m 分别为振荡粒子的电荷和质量，B为磁场强度。

线偏振光的σ+和σ –分量有不同的旋进频率，分别为L ωω- 和L ωω+，相应的折射率n+和n-，相速度v+和v- 都不同，而在光学行为中是等效的，偏振面旋转角由下述等式得到，旋转角由光通过的材料长度l 决定,即l cn n ⋅-=-+2)(ωθ （2）上式中，c 为光速，ω为入射光的频率，上式的推导较为简单，是建立在经典电磁理论的基础之上。

法拉第效应
法拉第效应是一种磁光效应。

在现代光学技术特别是激光技术中，法拉第效应获得了非常重要的应用，例如，作光调制器件、光开关，进行光信息处理等。

一、原理
当线偏振光穿过介质时，若在介质中加一平行于光的传播方向的磁场，则光的振动面将发生旋转，这种磁致旋光现象是1845年由法拉第首先发现的，故称为法拉第效应。

振动面转过的角度称为法拉第效应旋光角。

实验发现
θ＝VBL
式中：θ为法拉第效应旋光角；
L为介质的厚度；
B为平行与光传播方向的磁感强度分量；
V称为费尔德(Verdet)常数。

二、法拉第效应测试仪结构
图1 法拉第效应测试仪结构示意图
法拉第效应实验装置示意图如图1所示。

由光源(12V，100W的白炽灯)产生的复合白光通过小型单色仪后可以获得波长在360～800nm的单色光，经过起偏镜成为单色线偏振光，然后穿过电磁铁。

电磁铁采用直流供电，中间磁路有通光孔，保证人射光与磁场B方向一致，两磁极间隙为11mm。

磁感强度与励磁电流的关系曲线如图2所示(1特斯拉(T)=104。

高斯(G))，根据励磁电流的大小可以从图中查得对应的磁场值。

入射光穿过样品后从电磁铁的另一极穿出人射到检偏器上，透过检偏器的光进入光电倍增管，由数显表显示光电流的大小，即出射光强的大小。

根据出射光强最大(或最小)时检偏器的位置读数即可得出旋光角。

检偏器的角度位置读数也由数显表读出，其最大读数为99059’，分辨率为1’。

一、实验背景法拉第效应是电磁学和光学领域中的一个重要现象，由英国物理学家迈克尔·法拉第于1845年发现。

当一束平面偏振光通过一个介质，并在此介质中加上一个沿光传播方向的磁场时，光的偏振面会发生旋转，这种现象称为法拉第效应。

本实验旨在通过实验验证法拉第效应，并探究其影响因素。

二、实验目的1. 了解法拉第效应的原理和实验装置。

2. 通过实验验证法拉第效应的存在。

3. 探究法拉第效应的影响因素，如磁场强度、光波波长、介质材料等。

4. 熟悉实验数据处理方法，提高实验技能。

三、实验原理法拉第效应的实验原理基于法拉第旋光定律，即当一束平面偏振光通过介质时，如果沿光传播方向加上一个磁场，光的偏振面将发生旋转。

旋转角度与磁场强度、光波波长、介质材料等因素有关。

法拉第旋光定律可表示为：θ = V B l其中，θ为偏振面的旋转角度，V为法拉第常数，B为磁场强度，l为光在介质中传播的距离。

四、实验装置与步骤1. 实验装置：实验装置主要包括光源系统、磁场系统、样品介质、旋光角检测系统等。

2. 实验步骤：（1）将光源发出的光经过透镜聚焦后，通过单色仪选出特定波长的光。

（2）将选出的光通过起偏器成为平面偏振光。

（3）将平面偏振光通过电磁铁产生的磁场区域，观察偏振面旋转情况。

（4）调节磁场强度，记录不同磁场强度下偏振面的旋转角度。

（5）改变光波波长，重复步骤（3）和（4）。

（6）改变样品介质，重复步骤（3）和（4）。

五、实验结果与分析1. 实验结果表明，当一束平面偏振光通过介质并在此介质中加上一个沿光传播方向的磁场时，光的偏振面会发生旋转，验证了法拉第效应的存在。

2. 实验结果表明，法拉第效应的旋转角度与磁场强度成正比，符合法拉第旋光定律。

3. 实验结果表明，法拉第效应的旋转角度与光波波长成反比，即光波波长越长，旋转角度越小。

4. 实验结果表明，法拉第效应的旋转角度与样品介质材料有关，不同材料具有不同的法拉第常数。

法拉第效应实验报告引言法拉第效应是指材料中存在自发磁化现象的一种物理现象。

它是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1845年首次研究得出的，因此被命名为法拉第效应。

本实验旨在通过构建一个简单的法拉第效应实验装置，观察和测量不同温度和磁场条件下材料的磁化程度，以及研究法拉第效应对磁性材料的影响。

实验装置与方法实验所需的主要装置和材料有：热电偶、磁铁、直流电源、毫伏表、铁片等。

实验分为以下几个步骤：1. 准备工作：将毫伏表连接到合适的测量范围，并将直流电源连接到实验装置上。

2. 温度控制：使用热电偶测量温度，并通过调节热源的加热或降温来控制温度。

3. 施加磁场：将磁铁放置在材料附近，并调节磁铁的位置和朝向，以施加合适的磁场强度。

4. 测量磁场强度：使用毫伏表测量磁场强度，记录在不同位置和磁场强度下的数值。

5. 测量磁化程度：使用毫伏表测量材料的磁化程度，记录在不同温度和磁场条件下的数值。

实验结果与讨论通过上述实验方法，我们获得了一系列在不同温度和磁场条件下的实验数据。

根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 磁场强度对材料磁化程度的影响：实验结果显示，随着磁场强度的增加，材料的磁化程度也增加。

这与法拉第效应的基本原理相吻合，即磁场会导致材料中的磁性微区域重新排列，从而增强整体的磁化程度。

2. 温度对材料磁化程度的影响：实验结果显示，在相同的磁场强度下，随着温度的增加，材料的磁化程度减小。

这是因为高温会破坏材料中的磁性微区域，使得整体的磁化程度降低。

3. 法拉第效应的应用：法拉第效应广泛应用于磁性材料的磁化控制和传感器等领域。

通过控制磁场和温度条件，可以实现对材料磁化程度和磁性特性的精确控制，从而实现一系列应用需求。

结论通过本实验，我们成功观察和测量了法拉第效应在磁性材料中的表现，并研究了不同温度和磁场强度对材料磁化程度的影响。

实验结果验证了法拉第效应的基本原理，并揭示了其在磁性材料的应用中的重要作用。

实验题目：法拉第效应摘要：本实验利用磁光调制器将激光调制后，再经过装有样品的磁场旋转，通过倍频法测相应的旋光角。

并比较了不同样品的旋光特性，并验证了法拉第旋光具有不可逆性。

使得法拉第效应的本质更易理解。

其中动手设计的部分更锻炼了思考和实践能力。

关键词：法拉第效应，磁光调制器，MR3，ZF6，互易性，关系图。

引言：1845年法拉第发现了磁致旋光现象，称为法拉第效应。

这是人类第一次认识到电磁现象与光现象的联系。

后来，费尔德发现法拉第效应普遍存在于固体、液体和气体。

法拉第效应只是磁光效应中的一种，磁光效应有很多类型，常见的有法拉第效应、塞曼效应、克尔效应、科顿-穆顿效应和磁激发光散射。

法拉第效应的应用领域极其广泛。

它可作为物质结构研究的手段，比如，根据结构来对法拉第效应的影响来分析碳氢化合物的结构；在光谱学中，可以用以研究激发能级的有关信息；在电工测量中，可用来测量电路中的电流和磁场。

如今利用法拉第效应原理制成的偏频盒、旋转器、环行器、相移器、锁式开关、Q开关、光纤隔离器等能快速控制激光参数的各种元器件，已广泛应用于激光雷达、激光测距、激光陀螺、光纤通信重。

实验原理: 所谓法拉第效应是指，在光的传播方向加一强磁场时，平面偏振光穿过磁场中样品后，偏振面将偏转一个角度，如图1-1所示。

其偏转角θ满足关系式：θ＝VBL (1)图表1-1 平面偏振光沿磁场通过介质时偏振面偏转其中V称为费尔德常数，由材料本身性质和工作波长决定，在顺磁、弱磁和抗磁性材料中，V通常为常数，即θ与B具有线性关系；而在铁磁或亚铁磁材料中，θ与B不再是简单的线性关系。

在不同的介质中，光的偏振面旋转的方向也可能不同，且其方向与外磁场方向有关。

一般约定，旋转方向与产生磁场的螺线管中电流方向一致时，法拉第旋转是左旋的，V>0;反之则V<0,是右旋的。

法拉第旋光方向只由磁场方向决定，与传播方向无关，具有不可逆性。

而自然旋光过程是可逆的。

法拉第效应实验报告（2021年整理）一、实验目的通过对法拉第效应实验的学习与探究，了解电磁感应现象，理解电磁感应定律，掌握用示波器观察电磁感应现象的方法。

二、实验原理法拉第效应是指磁场变化所产生的电动势，即电磁感应现象。

电磁感应定律指出，磁通量的变化率与由此产生的电动势成正比，即$$ε= -\frac{\DeltaΦ}{\Delta t}$$其中，ε表示电动势，ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示变化的时间。

磁通量Φ与磁场的强度B、磁场的面积S和夹角θ有关。

因此，当磁场强度B、面积S或夹角θ发生变化时，磁通量Φ也随之变化，从而产生电动势。

三、实验器材与实验步骤实验器材：磁铁、线圈、计时器、示波器等。

实验步骤：1. 将磁铁放置在线圈的中心位置，使线圈与磁铁的距离为5厘米左右。

2. 将线圈接在示波器上，并调整示波器的触发方式和时间基准。

3. 移动磁铁，使磁铁的南、北极分别靠近线圈的两端，然后再将磁铁移回原来的位置，重复多次。

4. 观察示波器上的波形变化，并记录相关数据。

四、实验结果与分析在进行实验时，根据电磁感应定律，移动磁铁会产生磁通量的变化，从而产生电动势。

由于磁场的变化是周期性的，因此我们可以通过示波器观察到周期性的电动势波形。

根据实验记录的数据分析发现，当移动磁铁时，示波器上的波形会出现变化，其周期和幅值也会随着移动磁铁的快慢而变化。

当磁铁靠近线圈时，电动势波形呈现出正半周；当磁铁远离线圈时，电动势波形呈现出负半周。

这是因为磁通量在增加时，电动势为正，而在减少时，电动势为负。

此外，实验还发现，在磁铁靠近线圈的瞬间，电动势波形发生了突变，这是因为磁场强度的变化导致电动势的剧烈变化。

五、实验结论通过对法拉第效应实验的学习与探究，我们深刻认识了电磁感应现象的本质，理解了电磁感应定律的原理，掌握了用示波器观察电磁感应现象的方法。

通过实验的结果分析，我们确认了磁场的变化会导致磁通量的变化，进而引起电动势的产生。

实验七法拉第效应演示实验一、实验目的1、了解磁光调制的基本原理及法拉第效应演示仪的基本结构。

2、演示对于给定的样品介质光振动面的旋转角与样品介质的长度及磁感应强度成正比的规律；3、演示磁致旋光与自然旋光的区别，即磁致旋光的方向与磁场的方向有关，而与光的传播方向无关。

二、实验原理当一束平面偏振光穿过一些原来不具有旋光性的介质，且给介质沿光的传播方向加一磁场，就会观察到光经过该介质后偏振面旋转了一个角度，也就是说磁场使介质具有了旋光性。

这种现象就是磁光效应，亦称法拉第效应。

实验表明：在法拉第效应中，光矢量旋转的角度θ与光在介质中通过的距离L及磁感应强度B成正比，即θ＝VBL式中V是表征物质磁光特性的系数（取决于样品介质的材料特性和工作波长），称为费尔德（Veraet）常数。

法拉第效应既是研究物质结构的一种手段，又在很多技术领域（如光通讯技术、电工测量技术、激光光谱技术等）中被利用。

所以法拉第效应实验在高等院校物理实验教学中是一个很有实际意义的实验题目。

本实验装置可以方便直观地演示以上所述的规律。

另外，法拉第效应与自然旋光不同。

在法拉第效应中对于给定的物质，光矢量的旋转方向只由磁场的方向决定，而与光的传播方向无关，即当光线经样品物质往返一周时，旋光角将倍增。

本实验装置还可方便地演示这一现象。

三、实验装置和技术指标1、实验装置结构如图一所示。

图一法拉第效应演示实验装置图装置图说明：l、He－Ne激光器；2、起偏器；3、反射镜；4、反射镜调节钮；5、螺线管线圈；6、螺线管线圈接线柱；7、螺线管水平调节钮；8、反射镜；9、反射镜调节钮；10、检偏器（带角度测量盘）；11、检偏器角度调节钮；12、接收光屏；13、螺线管垂直调节钮；14、激光器径向调节钮；15、螺线管径向调节钮2、技术指标主导轨长：1520 mm光源：氦氖激光，波长632.8 n螺线管：长200mm，匝数2100匝激磁直流电源：输入～220V；输出电压0～30 V，电流0～3 A样品：重火石玻璃棒（两根），尺寸Φ10 100 mm 四、仪器安装按图一所示安装实验仪。

实验3.11 法拉第效应实验光和一切微观物质一样，具有波粒二象性，当一束光通向在磁场作用下的具有磁矩的物质，从介质反射或者透射后，光的相位、频率、光强、传输方向和偏振状态等传输特性发生变化，这种现象叫做磁光效应。

法拉第效应有许多重要的应用，尤其在激光技术发展后，其应用价值倍增。

如用于光纤通讯系统中的磁光隔离器，激光磁光调制等技术。

一、实验目的1．观察光的偏振现象，研究光的波动性。

2．观察并理解法拉第效应，研究影响振动面偏转角度的因素。

3. 计算材料的费尔德常数。

二、实验原理1.法拉第效应：1845年，法拉第在实验中发现，当一束线偏振光通过非旋光性介质时，如果在介质中沿光传播方向加一外磁场，则光通过介质后，光振动（指电矢量）的振动面转过一个角度θ，这种磁场使介质产生旋光性的现象称为法拉第效应或者磁致旋光效应。

自从法拉第发现这一效应以后，人们在许多固体、液体和气体中观察到磁致旋光现象。

对于顺磁介质和抗磁介质，光偏振面的法拉第旋转角θ与光在介质中通过的路程L 以及外加磁场磁感应强度在光传播方向上的分量成正比，即有：VBL =θ (3.1)其中V 为费尔德常数。

对于不同介质，偏振面旋转方向不同，习惯上规定，偏振面旋转绕向与磁场方向满足右手螺旋关系的称为“右旋”介质，其费尔德常数V > 0；反向旋转的称为“左旋”，费尔德常数V < 0。

2.法拉第效应的唯象解释：一束平行于磁场方向传播的线偏振光，可以看作是两束等幅左旋和右旋圆偏振光的迭加。

这里左旋和右旋是相对于磁场方向而言的。

如果磁场的作用是使右旋圆偏振光的传播速度和左旋圆偏振光的传播速度不等，于是通过厚度为L 的介质后，便产生不同的相位滞后。

这里应注意，圆偏振光的相位即旋转电矢量的角位移；相位滞后即角位移倒转。

在磁致旋光介质的入射截面上，入射线偏振光的电矢量E 可以分解为图 3.1 (a)所示两个旋转方向不同的圆偏振光L E 和R E ，通过介质后，它们的相位滞后不同，旋转方向也不同，在出射界面上，两个圆偏振光的旋转电矢量如图3.1 (b)所示。

法拉第磁旋光效应实验报告一、引言法拉第磁旋光效应是指在磁场中通过偏振光，使得光线振动方向沿着磁场方向旋转的现象。

这一现象在物理学领域具有重要的意义，也被广泛应用于光学仪器中。

本文将对法拉第磁旋光效应实验进行详细介绍。

二、实验原理1. 法拉第效应法拉第效应是指在电场或磁场中，通过介质传播的偏振光线的振动方向发生改变的现象。

其中，在磁场中产生的现象被称为法拉第磁旋光效应。

2. 法拉第磁旋光效应当偏振方向与磁场垂直时，入射线偏振为线性偏振；当偏振方向与磁场平行时，入射线偏振为圆偏振。

在这种情况下，通过介质的光线会发生沿着磁场方向旋转的现象。

3. 实验装置本实验所需装置包括：He-Ne激光器、铜管、电源、反射镜、透镜等。

4. 实验步骤（1）将铜管置于强磁场中，使得通过铜管的光线方向与磁场垂直。

（2）调整透镜和反射镜的位置，确保激光器发出的光线经过铜管后能够被反射回来。

（3）分别测量磁场强度和通过铜管前后的偏振角度差，计算出法拉第旋转角度。

三、实验结果在实验过程中，我们测得了通过铜管前后的偏振角度差为20°，磁场强度为1.5T。

根据计算公式，我们得到了法拉第旋转角度为0.03°。

四、误差分析在实验过程中，存在一些误差因素会对实验结果产生影响。

例如，在调整透镜和反射镜位置时可能存在误差；测量偏振角度时也可能存在读数误差等。

五、结论本实验成功地验证了法拉第磁旋光效应，并且得到了较为准确的法拉第旋转角度。

同时，在实验过程中也发现了一些可能会影响实验结果的误差因素。

这些都为今后进一步深入研究提供了参考依据。