암실5번(Faraday Effect)예비보고서

소개

카이스트 물리실험3 보고서입니다.

목차

1.Purpose of Experiment
2.Abstract
3.Introduction
4.Experiment
5.Reference

본문내용

Purpose of Experiment
결정에 자기장을 걸었을 때 편광 방향이 얼마나 돌아가는 지 측정하고 결정의 Verdet 상수도 구해본다.
Abstract
Faraday effect란 Michael Faraday가 1845년에 발견한 현상으로 물질 안을 빛이 투과할 때, 그 방향으로의 자기장에 영향을 받아 진동 평면이 회전하는 것을 말한다. 이 실험은 Faraday effect를 관측하고, 1) 전류에 따른 각 위치에서의 자기장을 측정할 것이고, 2) 자기장의 크기에 따른 회전각의 변화를 측정할 것이다. 이를 통해 최종적으로 Verdet constant를 구할 것이다.
Introduction
1) Faraday Effect
편광 전하는 현상으로 1845년 Faraday가 납 유리에서 처음 발견한 현상이다. 자기장의 영향에 있는 물질의 경우 좌/우 방향으로 편광 된 빛이 진행하는 속도가 다를 수 있다. 이 속도의 차이 때문에 Faraday effect가 생긴다고 설명하는 것이 정설이다.
자기장, 빛이 매질을 통과하는 거리, 온도, 빛의 파장에 의해 결정된다. 이 관계를 지어주는 식은 다음과 같다.
( = 회전각, V = verdet constant, L = 빛이 통과하는 거리)
여기서 V는 Verdet constant이며, 일반적으로 진동수와 온도에 대한 함수이다. Verdet constant는 온도와 빛의 파장에 의존적이다. V가 양수라면 회전하는 방향은 오른손 법칙에 의해 결정된다. 즉, 솔레노이드로 자기장을 걸어준다면 진동평면의 회전방향은 솔레노이드에 흐르는 전류의 방향과 같다.
2) 배경지식
물질이 분자의 모양이 거꾸로 뒤집히는 현상인inversion의 중심에 위치한다면 자연적으로 광학적인 회전효과가 나타나지 않는다. 그러나 이러한 광학효과는 외부 자기장을 걸어줌으로 인해서 발생될 수 있다. 이것을 우리는 Faraday effect라고 부른다. 여기에서 총 polarization을 적으면 아래와 같다.
여기서 위에 첨자로 들어간 은 선형 편광을 의미한다. 이식을 바꾸어 주면

참고자료

· http://www.sem.neu.edu/U371/Example%20Abstract-Report.pdf
· http://www.patent-invent.com/electricity/inventions/faraday_effect.html
· http://www.fizika.org/skripte/of-prakt/2_6_01.pdf
· http://physics.gmu.edu/~ellswort/p407/Experiments/faraday/flintglass.pdf
· http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_effect
· 2010 봄학기 물리학 실험 3 매뉴얼