法拉第效應(yīng)原理，法拉第的電池感應(yīng)現(xiàn)象是什么原理

電磁感應(yīng)原理

法拉第效應(yīng)是磁場(chǎng)引起介質(zhì)折射率變化而產(chǎn)生的旋光現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光在磁場(chǎng)的作用下通過(guò)介質(zhì)時(shí)，光波偏振面轉(zhuǎn)過(guò)的角度（磁致旋光角）與光在介質(zhì)中通過(guò)的長(zhǎng)度L及介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度在光傳播方向上的分量B成正比，即： θ=VBL式中V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，它表征物質(zhì)的磁光特性。幾種材料的費(fèi)爾德常數(shù)值如下表。 法拉第效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。由光源產(chǎn)生的復(fù)合白光通過(guò)小型單色儀后可以獲得波長(zhǎng)在360～800nm的單色光，經(jīng)過(guò)起偏鏡成為單色線偏振光，然后穿過(guò)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(chǎng)B方向一致。根據(jù)勵(lì)磁電流的大小可以求得對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)值。入射光穿過(guò)樣品后從電磁鐵的另一極穿出人射到檢偏器上，透過(guò)檢偏器的光進(jìn)入光電倍增管，由數(shù)顯表顯示光電流的大小，即出射光強(qiáng)的大小。根據(jù)出射光強(qiáng)最大(或最小)時(shí)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(duì)色散的解釋可得出介質(zhì)的折射率和入射光頻率w 的關(guān)系為： 式中ω0是電子的固有頻率，磁場(chǎng)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(chǎng)中的進(jìn)動(dòng)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(gè)左、右旋圓偏振迭加而成，上式中的正負(fù)號(hào)反映了這兩個(gè)圓偏振光折射率有差異，以R n 和L n 表示。它們通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的介質(zhì)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(xiàng)，得： 可見(jiàn)括號(hào)項(xiàng)即為費(fèi)爾德常數(shù)，表示V 值和介質(zhì)在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)的色散率、入射光波長(zhǎng)等有關(guān)。由馬呂斯定律可知，平面偏振光通過(guò)磁場(chǎng)中的介質(zhì)和檢偏器后的光強(qiáng)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(dāng)α=π/4時(shí)， 若磁場(chǎng)變化則： 表示此時(shí)由檢偏器輸出的光強(qiáng)將隨產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流i（調(diào)制電流）線性地變化，這就是光強(qiáng)度的磁光調(diào)制原理。在α=π/4時(shí)，dI/d= 1，即此時(shí)調(diào)制系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)靈敏度最高，失真最小。

法拉第盤又叫做單極發(fā)電機(jī)，它是一個(gè)直流 發(fā)電機(jī)包括一個(gè)導(dǎo)電的磁盤或筒垂直的平面中旋轉(zhuǎn)到一個(gè)均勻的靜磁場(chǎng)。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(zhuǎn)的方向和取向的字段的電氣極性。它也被稱為作為一個(gè)單極發(fā)電機(jī)，無(wú)環(huán)的發(fā)電機(jī)，磁盤發(fā)電機(jī)，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(gè)發(fā)電機(jī)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(guò)一萬(wàn)安培電流，單極發(fā)電機(jī)可以有非常低的內(nèi)部電阻。

用一個(gè)金屬質(zhì)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(dāng)于有無(wú)數(shù)根導(dǎo)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(shuō)圓盤發(fā)電機(jī)可以當(dāng)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(méi)錯(cuò)，但太過(guò)牽強(qiáng)。告訴你吧，在你學(xué)了選修3—2后面的電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況后，其中的導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，你就會(huì)有實(shí)質(zhì)的了解，原來(lái)那是洛倫茲力在作怪，圓盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其中的自由電子運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中又會(huì)受到洛倫茲力，從而不是向圓盤邊緣運(yùn)動(dòng)就是向圓盤中心運(yùn)動(dòng)，二者都會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。可能到那時(shí)你又會(huì)產(chǎn)生新的疑問(wèn)，比如洛倫茲力不是不做功嗎？好了，不再多說(shuō)了，你會(huì)明白的，到那時(shí)！