Faradayův jev (magnetooptika)

Zadání úlohy

Ověření lineární závislosti úhlu Faradayovy rotace na velikosti magnetické indukce

  1. Přihlašte se ke vzdálenému experimentu (vyžaduje nainstalované JRE).
  2. Zapněte zdroj záření o vlnové délce 400 nm a spusťte záznam měření.
    Doporučujeme zrušit zaškrtnutí ponechat číslo experimentu, aby Váš poslední záznam nebyl přepsán novým měřením. Zaškrtnutí má smysl v případě chybného měření i jindy, kdy hodnoty nebudeme dále zpracovávat.
  3. Proměřte několik bodů zkoumané závislosti (např. 6 bodů s odstupy zhruba 300 mA, tzn. v intervalu 0–1,5 A):
    1. Nastavte proud. (Prosíme, nenechávejte cívkou zbytečně protékat velké proudy, tzn. nad 1 A.)
    2. Spusťte automatické proměření závislosti intenzity světla na úhlu natočení analyzátoru.
      (Pozn.: Extrémy závislosti se posouvají v řádu jednotek stupňů; přesné vyhodnocení je úkol domácího zpracování.)
  4. Po změření posledního bodu závislosti nastavte proud 0 A (tím vypnete pole) a ukončete záznam měření. Vyberte si záznam svého měření (podle pořadového čísla, popř. data a času) a stiskněte tlačítko Export dat. (Pozn.: Vyžaduje povolená vyskakovací okna – pop-up windows.)
    Případně povolte v prohlížeči vyskakovací okna a znovu stiskněte Export dat.
    Do nového okna s hodnotami klikněte a všechny hodnoty si můžete stáhnout do tabulkového procesoru pomocí kombinace kláves Ctrl+A, Ctrl+C a pro vložení hodnot Crtl+V.
  5. Po stažení hodnot zavřete řídicí webovou stránku experimentu, aby se experiment uvolnil pro další zájemce.
  6. Při domácím zpracování nejspíš bude třeba přepočítat velikosti všech úhlů ve stupních na radiány.
    Body každé změřené závislosti proložte modelovou funkcí

    y(x) = A sin2(x − ε) + B cos2(x − ε) ,     kde A=A(λ), B=B(λ), ε=ε(I) jsou parametry fitu,

    přičemž A, B označují změřenou intenzitu světla v extrémech (tzn. minimální a maximální intenzita) a ε hledanou polohu extrému, který se v závislosti na proudu I elektromagnetem posouvá.
  7. Zjištěné hodnoty poloh ε vybraného extrému (minima, nebo maxima) vyneste do grafu v závislosti na nastaveném proudu I elektromagnetem a těmito body proložte lineární závislost (1).
    (Použitý Faradaův rotátor má délku d = 30,4 mm.)
  8. Ze směrnice přímky určete hodnotu Verdetovy konstanty V se správnou jednotkou a chybou měření.


Ověření závislosti Verdetovy konstanty na vlnové délce záření

  1. Přihlašte se ke vzdálenému experimentu (vyžaduje nainstalované JRE).
  2. Spusťte záznam měření.
    Doporučujeme zrušit zaškrtnutí ponechat číslo experimentu, aby Váš poslední záznam nebyl přepsán novým měřením. Zaškrtnutí má smysl v případě chybného měření i jindy, kdy hodnoty nebudeme dále zpracovávat.
  3. Proměřte až 5 bodů zkoumané závislosti (při červeném světle 635 nm je jev velmi malý, při fialovém světle 400 nm a maximálním proudu lze pozorovat posun extrémů závislosti okolo 10 stupňů).
    Postupně pro jednotlivé vlnové délky 400 nm – 635 nm opakujte:
    1. Nastavte proud na 0 A (magn. pole je vypnuté, Faradayův jev nenastává).
    2. Spusťte automatické proměření závislosti intenzity světla na úhlu natočení analyzátoru.
    3. Nastavte proud na maximum (1,5–2 A. Prosíme, nenechávejte cívkou zbytečně protékat velké proudy.)
    4. Spusťte automatické proměření závislosti intenzity světla na úhlu natočení analyzátoru.
      (Pozn.: Extrémy závislosti se posouvají v řádu jednotek stupňů; přesné vyhodnocení je úkol domácího zpracování.)
  4. Po změření posledního bodu závislosti nastavte proud 0 A (tím vypnete pole) a ukončete záznam měření. Vyberte si záznam svého měření (podle pořadového čísla, popř. data a času) a stiskněte tlačítko Export dat. (Pozn.: Vyžaduje povolená vyskakovací okna – pop-up windows.)
    Případně povolte v prohlížeči vyskakovací okna a znovu stiskněte Export dat.
    Do nového okna s hodnotami klikněte a všechny hodnoty si můžete stáhnout do tabulkového procesoru pomocí kombinace kláves Ctrl+A, Ctrl+C a pro vložení hodnot Ctrl+V.
  5. Po stažení hodnot zavřete řídicí webovou stránku experimentu, aby se experiment uvolnil pro další zájemce.
  6. Při domácím zpracování nejspíš bude třeba přepočítat velikosti všech úhlů ve stupních na radiány.
    Body každé změřené závislosti proložte modelovou funkcí

    y(x) = A sin2(x − ε) + B cos2(x − ε) ,     kde A=A(λ), B=B(λ), ε=ε(λ) jsou parametry fitu,

    přičemž A, B označují změřenou intenzitu světla v extrémech (tzn. minimální a maximální intenzita) a ε hledanou polohu extrému, který se v závislosti na vlnové délce λ posouvá.
  7. Zjištěné hodnoty poloh ε vybraného extrému (minima, nebo maxima) vyneste do grafu v závislosti na vlnové délce λ.
    (Použitý Faradaův rotátor má délku d = 30,4 mm.)