본문/내용
Ⅰ. 실험 목적
자기장에 의하여 선형편광의 편광면이 회전하는 현상을 관찰한다.
2. Verdet 상수를 결정한다.
3. 편광면의 회전과 빛의 파장 그리고 자기장의 세기 사이의 관계를 확인한다.
Ⅱ. 이론
Faraday effect
등방성인 물질에 자기장이 가해짐에 따라 비등방성
물질로 바뀌어 광학적 능동성을 띠게되는 현상
2. 강한 자기장을 빛의 전파방향으로 가할 때,
선형편광된 입사광의 진동면이 회전하는 현상
B = VBl (B = 선형편광의 회전각,
V = Verdet 상수, B = 자기장의 세기)
l= 빛이 지나가는 길이,
V = (e = 전자의 질량, m = 잔하의 질량,
c = 빛의 속도)
Ⅲ. 실험 부품 및 기능
플린트 유리(지지대 포함), 구멍 뚫린 자극편 한쌍,
250 회전 코일, 슬라이더, 632.8nm 레이저,
f = +50mm 렌즈, 편광 필터, 광학 벤치,
반투명 스크린, 2~12V 변압기, 다목적 클램프,
가변 저전압 변압기, 멀티미터, 수평 자기장 검침,
자기장 미터기, 스텐드 베이스
플린트 유리 : 등방성물질로서 자기장이 가해짐에
따라 비등방성 물질로 바뀌어 편광의 양상을 바꾼다.
…
가
각도의 육안 측정이 어려웠다.
하지만 15V에서 20V로 증가할
때 회전각의 증가량도 컸다.
B[도]
자기장 B와 회전각 B 의 관계
※ 자기장 B와 편광면의회전각 B 사이에는 비례관계가 있지만,
0도와 3도 사이의 중간 값들은 육안측정의 어려움으로 인해 측정
하지 못하고, 근사치로 짐작하여 작성하였다.
2. Verdet 상수는 이 그래프에서 직선의 기울기로 다음과
같이 얻어진다.
(여기서 d는 플린트 유리 막대의 길이이며 d=2cm이다.)
Sol) B = 3, B = 0.00485T, d = 0.02m 일 때,
V = B /Bd 이므로
∴V = 30927.84(T-1m-1)
자기장의 세기와 편광의 회전각 사이의 비례 관계 확인
자기장이 세기가 커 질수록 편광면의 회전각이 커진다는
새로운 사실을 학습.
빛과 자기장, 전기장의 관계를 명확하게 확인
파장에 따른 회전각의 변화 양상, Verdet 상수측정
실험하지 못한 것, 실험 기구의 부정확함과, 다양성의
미흡은 아쉬운 점으로 남음.
토의
부품 Align의 어려움
첫째, 레이저의 상하좌우로 움직이고 변화 시킬 수
있도록 개선.
둘째, 자극편의 높낮이를 조절할 수 있도록 개선하고,
자극편 내부의 빛의 진행 통로의 벽을 거울로
구성해서 광이 100% 방출 될 수 있도록 한다.
개선사항
2. 육안 측정의 어려움
첫째, 주변광을 최소활 할 수 있는 암실에서 실험을
수행한다.
둘째, 광량 측정기를 추가해서 최소밝기라는 주관적
견해에 객관성을 기한다.
셋째, 분석기와 편광자의 눈금을 좀더 세밀화해서 육안
측정의 오차를 최소화한다.
3. 메뉴얼의 내용 부족
메뉴얼을 보고 충분히 실험을 수행 할 수
있도록 자세한 실험방법을 추가한다.