電磁感應原理

法拉第效應是磁場引起介質折射率變化而產(chǎn)生的旋光現(xiàn)象，實驗結果表明，光在磁場的作用下通過介質時，光波偏振面轉過的角度（磁致旋光角）與光在介質中通過的長度L及介質中磁感應強度在光傳播方向上的分量B成正比，即： θ=VBL式中V稱為費爾德常數(shù)，它表征物質的磁光特性。幾種材料的費爾德常數(shù)值如下表。 法拉第效應實驗裝置如圖所示。由光源產(chǎn)生的復合白光通過小型單色儀后可以獲得波長在360～800nm的單色光，經(jīng)過起偏鏡成為單色線偏振光，然后穿過電磁鐵。電磁鐵采用直流供電，中間磁路有通光孔，保證人射光與磁場B方向一致。根據(jù)勵磁電流的大小可以求得對應的磁場值。入射光穿過樣品后從電磁鐵的另一極穿出人射到檢偏器上，透過檢偏器的光進入光電倍增管，由數(shù)顯表顯示光電流的大小，即出射光強的大小。根據(jù)出射光強最大(或最小)時檢偏器的位置讀數(shù)即可得出旋光角。檢偏器的角度位置讀數(shù)也由數(shù)顯表讀出。由經(jīng)典電子論對色散的解釋可得出介質的折射率和入射光頻率w 的關系為： 式中ω0是電子的固有頻率，磁場作用使電子固有頻率改變?yōu)椋é豅±ω0）（ωL是電子軌道在外磁場中的進動頻率）。使折射率變?yōu)椋? 由菲涅耳的旋光理論可知，平面偏振光可看成由兩個左、右旋圓偏振迭加而成，上式中的正負號反映了這兩個圓偏振光折射率有差異，以R n 和L n 表示。它們通過長度為L的介質后產(chǎn)生的光程差為： 由它們合成的平面偏振光的磁致旋光角為： 通常，nR，nL，和n，相差甚微，故 將此代入上式，又因ωL?ω可略去ωL項，得： 可見括號項即為費爾德常數(shù)，表示V 值和介質在無磁場時的色散率、入射光波長等有關。由馬呂斯定律可知，平面偏振光通過磁場中的介質和檢偏器后的光強為： α為檢偏器和起偏器透光軸的夾角，θ為法拉第磁致旋光角。當α=π/4時， 若磁場變化則： 表示此時由檢偏器輸出的光強將隨產(chǎn)生磁場的電流i（調制電流）線性地變化，這就是光強度的磁光調制原理。在α=π/4時，dI/d= 1，即此時調制系統(tǒng)的信號檢測靈敏度最高，失真最小。

法拉第盤又叫做單極發(fā)電機，它是一個直流 發(fā)電機包括一個導電的磁盤或筒垂直的平面中旋轉到一個均勻的靜磁場。的中心之間的電位差被創(chuàng)建和輪輞的磁盤（或氣缸的端部），取決于旋轉的方向和取向的字段的電氣極性。它也被稱為作為一個單極發(fā)電機，無環(huán)的發(fā)電機，磁盤發(fā)電機，或法拉第光盤。通常情況下，電壓低，為了幾伏的情況下，小的示范模式，但大量的研究發(fā)生器可以產(chǎn)生數(shù)百伏特的電壓，和一些系統(tǒng)有多個發(fā)電機組系列，以產(chǎn)生更大的電壓。他們是不同尋常的源巨大，有的超過一萬安培電流，單極發(fā)電機可以有非常低的內部電阻。

用一個金屬質輪盤切割磁感線：一端用電線連接在圓心，另一端用另一根電線連接在輪盤外端，就相當于有無數(shù)根導線沿同一方向切割磁感線，獲得直流電。

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有些人都說圓盤發(fā)電機可以當做是單根輻條（即圓盤的每條半徑）切割磁感線才發(fā)電的，這固然沒錯，但太過牽強。告訴你吧，在你學了選修3—2后面的電磁感應現(xiàn)象的兩類情況后，其中的導線切割磁感線產(chǎn)生的動生電動勢，你就會有實質的了解，原來那是洛倫茲力在作怪，圓盤旋轉帶動其中的自由電子運動而運動電荷在磁場中又會受到洛倫茲力，從而不是向圓盤邊緣運動就是向圓盤中心運動，二者都會產(chǎn)生電動勢?？赡艿侥菚r你又會產(chǎn)生新的疑問，比如洛倫茲力不是不做功嗎？好了，不再多說了，你會明白的，到那時！