3. Описание экспериментальной установки
Для исследования эффекта Фарадея предлагается кспериментальная установка, созданная на основе сахариметра Солейля. Описание сахариметра Солейля СУ-3 представлено в приложении Д . Для создания продольного магнитного поля на трубку Т (см. приложение Д) с исследуемым веществом намотан соленоид С (N =5800 витков). С помощью блока питания и коммутационного переключателя К в соленоиде С создают магнитное поле , величина которого определяется с помощью встроенного амперметра, а направление магнитного поля - положением коммутатора К.
4. Порядок выполнения работы Упражнение 1 Измерение зависимости
Измерьте
угол поворота плоскости поляризации
при нулевом токе (
).
Изменяя силу тока от 0 до 1 А, измерьте
зависимость угла поворота плоскости
поляризации
,
направление (знак) тока изменяется с
помощью К. Количество измеряемых точек
для тока одного знака не должно быть
меньше 10, следовательно, силу тока
необходимо менять с шагом
0.1 А.
Постройте
график зависимости
в
интервале
и аппроксимируйте эту зависимость
линейной функцией. аппроксимирующая
прямая может не проходить через начало
координат из-за систематической
погрешности отсчётного устройства
сахариметра, однако, это не влияет на
точность измерения постоянной Верде,
так как нас интересует только наклон
полученной прямой.
В
программе обработки результатов
предусмотрена возможность домножения
величин, откладываемых по осям
на соответствующие коэффициенты.
Поэтому, несмотря на то, что по оси
откладывался угол
,
измеренный в градусах Вентцке, по оси
- сила тока, домножением на соответствующие
коэффициенты можно преобразовать
в
,
где
=рад,
=
Тл:
,
(12.17)
где
- сила тока в Амперах,
- количество витков соленоида,
- длина соленоида,
- магнитная постоянная.
Упражнение 2 Определение удельного заряда электрона
Тангенс
угла наклона аппроксимирующей прямой
в соответствии с (12.2) равен
.
Определите из графика
,
после чего с помощью (12.16) найдите величину
удельного заряда электрона
,
полагая, что
.
Контрольные вопросы и задания
1. В чем заключается эффект Фарадея?
2. Каков физический смысл постоянной Верде?
3. Объяснить физическую сущность эффекта Фарадея с использованием представления об эффекте Зеемана.
4. Магнитооптический эффект Коттона-Мутона состоит в появлении линейного двулучепреломления при распространении волн перпендикулярно вектору . Для каких волн и как изменяются собственные частоты в веществе в этом случае?
Волны с какими поляризациями будут обыкновенными и необыкновенными
5.
Как изменяется зависимость
и
,
если изменить знак
?
6.
Пользуясь рис. 12.3 нарисуйте график
зависимости
.
7. С помощью (12.2) и (12.10) получите формулу (12.16) для .