法拉第旋光效应

一：法拉第效应与普通旋光效应有什么区别

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二：什么是磁致旋光？磁致旋光与自然旋光有何区别

自然界中存在一些物质,当线偏振光沿光轴方向通过这些物质后,其偏振面会发生旋转,即发生旋光现象,称之为自然旋光。旋光现象最早由阿拉果在石英晶体中发现,随后毕奥发现一些各向同性的气体和液体也具备该特性;而一些不具备自然旋光本领的晶体在磁场的作用下,偏振面产生偏转的现象称为磁光效应,该现象在1846年由法拉第首次发现,也称为法拉第效应。

三：法拉第旋转效应中光线的传播方向与磁场方向之间有何关系

，磁致旋光)是一种磁光效应(magneto-optic effect)，是在介质内光波与磁场的一种相互作用。法拉第效应会造成偏振平面的旋转，这旋转与磁场朝着光波传播方向的分量呈线性正比关系。

四：法拉第效应的实验原理

法拉第效应是磁场引起介质折射率变化而产生的旋光现象，实验结果表明，光在磁场的作用下通过介质时，光波偏振面转过的角度（磁致旋光角）与光在介质中通过的长度L及介质中磁感应强度在光传播方向上的分量B成正比，即： θ=VBL式中V称为费尔德常数，它表征物质的磁光特性。几种材料的费尔德常数值如下表。 法拉第效应实验装置如图所示。由光源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。根据励磁电流的大小可以求得对应的磁场值。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。由经典电子论对色散的解释可得出介质的折射率和入射光频率w 的关系为： 式中ω0是电子的固有频率，磁场作用使电子固有频率改变为（ωL±ω0）（ωL是电子轨道在外磁场中的进动频率）。使折射率变为： 由菲涅耳的旋光理论可知，平面偏振光可看成由两个左、右旋圆偏振迭加而成，上式中的正负号反映了这两个圆偏振光折射率有差异，以R n 和L n 表示。它们通过长度为L的介质后产生的光程差为： 由它们合成的平面偏振光的磁致旋光角为： 通常，nR，nL，和n，相差甚微，故 将此代入上式，又因ωL≪ω可略去ωL项，得： 可见括号项即为费尔德常数，表示V 值和介质在无磁场时的色散率、入射光波长等有关。由马吕斯定律可知，平面偏振光通过磁场中的介质和检偏器后的光强为： α为检偏器和起偏器透光轴的夹角，θ为法拉第磁致旋光角。当α=π/4时， 若磁场变化则： 表示此时由检偏器输出的光强将随产生磁场的电流i（调制电流）线性地变化，这就是光强度的磁光调制原理。在α=π/4时，dI/d= 1，即此时调制系统的信号检测灵敏度最高，失真最小。

五：法拉第效应的应用

法拉第效应可以应用于测量仪器。例如，法拉第效应被用于测量旋光度、或光波的振幅调变、或磁场的遥感。在自旋电子学里，法拉第效应被用于研究半导体内部的电子自旋的极化。法拉第旋转器（Faraday rotator）可以用于光波的调幅，是光隔离器与光循环器（optical circulator）的基础组件，在光通讯与其它激光领域必备组件。具体应用如下：（1） 量糖计（自然旋光）（2） 磁光开关与磁光调制器（点调制与空间调制）（3） 磁光光盘：光信息存储（4） 磁光电流传感器（或互感器）：测量大电流（5） 磁光隔离器：在光通信和级联式激光器系统中用以隔离后续系统反馈的光信号（6） 磁光偏频器：零锁区激光陀螺中通过产生偏频来消除激光陀螺的闭锁现象法拉第效应可用于混合碳水化合物成分分析和分子结构研究。在激光技术中这一效应被利用来制作光隔离器和红外调制器。该效应可用来分析碳氢化合物，因每种碳氢化合物有各自的磁致旋光特性；在光谱研究中，可借以得到关于激发能级的有关知识；在激光技术中可用来隔离反射光，也可作为调制光波的手段。因为磁场下电子的运动总附加有右旋的拉穆尔进动，当光的传播方向相反时，偏振面旋转角方向不倒转，所以法拉第效应是非互易效应。这种非互易的本质在微波和光的通信中是很重要的。许多微波、光的隔离器、环行器、开关就是用旋转角大的磁性材料制作的。

六：法拉第旋转玻璃为什么可以与晶体材料相竞争

在物理学里，法拉第效应（又叫法拉第旋转，磁致旋光）是一种磁光效应（magneto-optic effect），是在介质内光波与磁场的一种相互作用。法拉第效应会造成偏振平面的旋转，这旋转与磁场朝着光波传播方向的分量呈线性正比关系。

七：光学波片与法拉第旋转片的区别？

波片利用各向异性的 单轴晶体的o光、e光之间的速度差，导致出射时两分量存在相位差，改变其偏振状态。

常用的有全波片、半波片、1/4波片。

而法拉第旋转片是利恭 外加磁场 使得介质出现旋光效应。

菲涅尔有个唯象的解释：旋光效应是由于旋光介质中两个反向旋转的圆偏光的传播速度不同。

对比分析就是，波片利用的是各向同性介质的 线双折射，

而法拉第旋转片的旋光效应可等效的视为一种 圆光折射。

八：什么是磁致旋光效应，对于磁致旋光晶体来说，旋光角度与哪些物理量有关

偏振光通过某些晶体或物质的溶液时，其振动面以光的传播方向为轴线发生旋转的现象，称为旋光现象。从本质上来说只与物质结构有关系。公式：比旋光度=以钠光灯（即D线，波长589.6nm与589.0nm）为光源温度为T的条件下实测的旋转角度x100/(CxL)C为浓度，即100ml溶液中溶质克数L为光程，即旋光管长度，以分米表示从公式上你就可以看出来测量它跟什么有关了