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。
用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度[实验目的]1.观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象2.学习用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度[实验原理]如图所示，线偏振光通过某些物质的溶液（特别是含有不对称碳原子物质的溶液，如蔗糖溶液）后，线偏振光的振动面将旋转一定的角度φ，这种现象称为旋光现象。
旋转的角度φ称为旋转角或旋光度。
它与偏振光通过的溶液长度l和溶液中旋光性物质的浓度c 成正比,即φ=αc l式中，α称该物质的旋光率,它在数值上等于偏振光通过单位长度(1分米)、单位浓度（1克/毫升）的溶液后引起振动面旋转的角度。
c用克/毫升表示，l用分米表示。
图1-1 观测偏振光的振动面旋转的实验原理图实验表明，同以旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率；在一定温度下，它的旋光率与入射光波长λ的平方成反比，这个现象称为旋光色散。
本实验我们采用钠黄线的D线（入＝589.3纳米）来测定旋光率。
若已知待测旋光性溶液的浓度c和液柱的长度l, 测出旋光度φ就可由上式计算出其旋光率。
显然，在液柱的长度l不变时，依次改变浓度c, 测出相应的旋光度φ，然后画出φ～c曲线—旋光曲线，利用最小二乘法处理数据，求出旋光率α。
理论上，温度在14°～30°C时，蔗糖的旋光率为：αt=(66.412+0.01267c-0.000376c2)[1-0.00037(t-20)] 。
利用求出的旋光率，测出旋光性溶液的旋光度，可确定溶液中所含旋光物质的浓度。
[装置介绍]1—光源；2—会聚透镜；3—滤光片；4—起偏镜；5—石英片；6—测试管；7—检偏镜；8—望远镜物镜；9—刻度盘；10—望远镜目镜；图2-1 旋光仪示意图测量物质旋光度的装置称为旋光仪，其结构如图2—1所示。
测量时，先将旋光仪中起偏镜（4）和检偏镜（7）的偏振轴调到相互正交，这时在目镜（10）中看到最暗的视场；然后装上测试管（6），转动检偏镜，使因振动面旋转而变亮的视场重新达到最暗，此时检偏镜的旋转角度即表示被测溶液的旋光度。
中国石油大学 晶体磁光效应 实验报告 成 绩：班级： 物理1班 姓名： 李承俊 同组者：马盛翔 陈沛萧 教师：陈东猛晶体磁光效应【实验目的】1. 理解磁光效应的物理意义；2. 掌握法拉第旋转角的测量方法；3. 计算物样品的费尔德常数。
【实验原理】1．法拉第效应实验规律：1．1 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L 成正比，即 VBL θ= (1) 或 Ld VB l θ=⎰(2)式中比例常数V 叫做费尔德常数。
图1 法拉第效应实验装置图 几乎所有的物质都存在法拉第效应。
在不同的物质偏振面旋转的方向不同。
假设样品放置在一个均匀密绕长直螺线管中轴线上。
螺线管内部为匀强磁场，方向沿轴向，与电流方向满足右手法则。
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件。
1．2 对于每一种给定的物质，法拉第旋光方向仅由磁场方向决定，而与光的传播方向无关(不管传播方向与B 同向或反向)。
这是法拉第磁光效应与天然旋光效应的重要区别。
天然旋光效应的旋光方向与光的传播方向有关。
对固有旋光效应而言，随着顺光线和逆光线方向观察，线偏振光的振动面的旋向是相反的，因此，当光波往返两次穿过天然旋光物质时，第一次向某一方向旋转，另一次沿相反方向旋转，结果是振动面两次旋转方向相反，旋转角度大小相同，即振动面没有旋转。
而法拉第效应则不然，在磁场方向不变的情况下，光线往返穿过磁致旋光物质时，法拉第转角将加倍，即转角为2θ 。
利用法拉第旋向与光传播方向无关这一特性，可令光线在介质中往返数次，从而使效应加强。
1．3 与固有天然旋光效应类似，法拉第效应存在旋光色散，即费尔德常数V 随波长λ而变。
一束白色线偏振光穿过磁致旋光物质，紫光的振动面要比红先振动面转过的角度大。
这就是旋光色散。
蔗糖溶液旋光效应的实验研究王晓萌;王世燕;李静【摘要】The effect of rotation angel on different concentration sucrose solution in different light sources is measured.The modi-fied instrument can analyze the trend of rotation rate changes with the light source wavelength.Through rotating polarization analyzer, the sucrose solution attribute of left rotation or light rotation is measured.It is proven that the experiment instrument is used for a more intuitive and more profound understanding of the effect rotation,which enriches and expands the experiment teaching contents.In addi-tion to the liquid media,the measurement method is also suitable for the solid media.%采用自行搭建的旋光仪分别测量了不同波长的入射单色光对不同浓度蔗糖溶液旋光度的影响，分析了蔗糖溶液旋光率随波长的变化关系，并对蔗糖溶液的左旋、右旋特性进行判断。
自行搭建的实验装置有助于对旋光效应产生更直观的认识和理解，对教学内容起到丰富和拓展作用。
该装置也适用于对液体、固体等旋光介质旋光效应的测量。
【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2016(014)005【总页数】3页(P79-80,128)【关键词】不同波长单色光;旋光效应;旋光度;旋光率【作者】王晓萌;王世燕;李静【作者单位】中国石油大学华东理学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东理学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东理学院，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】O436.3偏振光通过某些物质后，光振动面会以光传播方向为轴发生旋转，这种现象叫做旋光效应。
