实验四Faraday效应.PDFVIP

Faraday 效應 【目的 】 1.觀察線偏振光在磁場中偏振面的旋轉，並決定玻璃的Verdet常數。 2.決定偏振面的旋轉與磁場強度間的關係。 【原理 】 如果一透明的均向性物質放在強磁場中，而一線偏振光沿磁場方向通過它，則偏振面的 方向會旋轉角，此現象稱為Faraday 效應。由實驗可得以下關係： Φ = B I V Φ：偏振面旋轉角度 I ：光線通過物質的路徑長 V ：Verdet常數 B ：磁場強度 據Fresnel 旋光性解釋：任一線偏振光可分解為兩個左、右旋圓偏振的光，σ 、σ 。 R L 在原子物理中，磁場造成振動的電荷進動，而進動的頻率等於 Lamor頻率： e ω ＝ ‧B L m e 、m ：振動電荷的電量與質量 B ：磁場強度 偏振光的 σ及 σ 兩個部分對於進動的電荷有不同的頻率，一是ω+ω ，另一個則是ω R L L -ω 而折射率分別為n n 相速則為 V V L R L R L 現一線偏振光，以 Jones’s矩陣表示為 經過路徑 之後，兩個圓偏振光變成 l 令 θ＝ （k +k ） R L 2 l φ＝ （k -k ） R L 2 上式變成 Faraday 效應-1 l 其合成為轉了φ角的偏振光線φ＝ （k -k ） R L 2 ω C ω C ＝ ＝ 代入上式得 K n K n R R L L ωl φ＝（n －n ） R L 2C 如果折射率 n （λ）為波長的函數已知，則我們可以計算得 eλ dn V ＝ 2 e＝Electron charge m＝Electron mass 2mC dλ e 1.8 ×10−14 dn 1.8 ×10−14 本實驗以玻璃為材料 V＝- 2 2 ，則 ＝- 3 2mC λ dλ λ