物理研究性实验报告 - 法拉第磁光效应 - 图文(4)

基础物理实验研究性报告

五：注意事项

① 实验时不要将直流的大光强信号直接输入进选频放大器，以避免对放大器的损坏。

② 起偏器和检偏器都是两个装有偏振片的转盘，读数精度都为1?，仪器还配有一个装有螺旋测微头的转盘，转盘中同样装有偏振片，其中外转盘的精度也为1?，螺旋测微头的精度为0.01mm，测量范围为8mm，即将角位移转化为直线位移，实现角度的精确测量。

③ 实验仪的电磁铁的两个磁头间距可以调节，这样不同宽度的样品均可以放置于磁场中间，并且实验中可以将手臂形特斯拉计探头固定架测量中心磁场的磁感应强度。

④ 实验结束后，将实验样品及各元件取下，依次放入手提零件箱内。注意不要用手触摸样品的透光面。

⑤ 样品及调制线圈内的磁光玻璃为易损件，人为损坏不在保修范围内，使用时应加倍小心。

⑥ 实验时应注意直流稳压电源和电磁铁不要靠近示波器，因为电源里的变压器或者电磁铁产生的磁场会影响电子枪，引起示波器的不稳定。

⑦ 用正交消光法测量样品费尔德常数时，必须注意加磁场后要求保证样品在磁场中的位置不发生变化，否则光路改变会影响到测量结果。

⑧ 完成实验时，注意测量环境不要有大的振动，外界不要有大的光源光强变化。最好在暗室内完成相关实验。

六：数据及其处理

1．电磁铁磁头中心磁场的测量

分别取磁头间隙为20cm和10cm，测出励磁电流I与中心磁场磁感应强度B关系曲线，通过作图法分析线性范围，并求出B~I关系式。

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B1 (mT) B2 (mT) B1 (mT) B2 (mT) I(A) D1=20(mm) D2=10(mm) I(A) D1=20(mm) D2=10(mm) 0.00 0 0.20 18 0.40 34 0.60 49 0.80 68 1.00 83 1.20 119 1.40 118 1.60 131 1.80 146 2.00 160 8 53 91 141 186 222 259 301 328 372 391 2.20 172 2.40 180 2.60 185 2.80 192 3.00 198 3.20 203 3.40 209 3.60 212 3.80 215 4.00 219 418 432 451 461 471 483 491 501 509 516

当d=10mm时，对点(0.68，150)(1,28,275)，可求得K=208.3，令y=B/mT, x=I/A，有

y=206.67*x+8

当d=20mm时，对点（0.64,50）（1.24,100），可求的K=83.3,令y=B/mT, x=I/A，有

y=83.3*x

2．正交消光法测量法拉第效应实验

测量法拉第旋光玻璃的费尔德常数V并计算不确定度。

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θ1 θ2 Δθ B

33° 37° 4° 80° 77° 3° 82° 79° 3° 114mT 4?3?3?3.33?3?3.33?60V???2.204弧分/特斯拉?厘米Bd0.114?0.796???a??b????i-??23?20.5?0.29?3a?0.33?22?=u???????b?0.439?

Bb?1mt?0.58mt322u?v?u???u?B????0.1322v?Bu?v??0.029?103弧分/特斯拉?厘米?v??2.20?0.03??103弧分/特斯拉?厘米3．磁光调制实验

记录调制波形，根据磁光调制原理分析原因。 A．最大振幅处：

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B．中间部分

C．最小振幅处：

D．倍频处：

E．李萨如图形：

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产生磁光的原因分析：

根据马吕斯定律，通过光强为I=I0cos2a可得：当a=0°或者a=π时，输出光强为I0 。当加入励磁线圈后，磁光调制晶体和倍频信号源组成倍频调制器，输出光强I=I0cos2(a+θ0sinwt)，此时当a一定时，输出光强随θ的改变而改变，从而使得信号电流产生的光震动面旋转，转化成光的强度调制，有：a=0°时，I=I0cos2θ,当a=45°时，I=I0/2(1-sin2θ),当a=90°时，I=I0sin2a.

第二部分：实验后讨论分析

一：实验中误差来源与分析

在实验一电磁铁磁头中心磁场的测量中，实验仪器和不正确的实验操作都可能产生实验误差，其中如果将直流稳压电源的输出端的红黑插头和电磁铁的插口方向插错，结果与理论值相差甚远。此外，如果在特斯拉计探头还没有正对在磁头中心就测量的话，测量B值也会小于理论值。对于2，3，4实验，误差主要来源于光导轨上各个器件位置是否摆放恰当，激光点是否水平通过与各个器件，这对于实验结果至关重要。

二：我们讨论的内容

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