Determinacin de la constante de Verdet en agua destiladaLanza, Mara de los ngeles*Martinelli, Hernn*Melendez, Santiago**Laboratorio 5, Departamento de Fsica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires

Un poco de teoraRotacin de Faraday se llama a la rotacin del plano de polarizacin de la luz debido a una birrefringencia circular inducida por un campo magntico en un material Capacidad de ciertos materiales de descomponer la luz en dos rayos circularmente polarizados con velocidades distintasAl hacer incidir un haz de luz monocromtica linealmente polarizada con la direccin de propagacin paralela al campo, se observa una rotacin en el plano de polarizacin del haz incidente

Un poco de teoraB Campo magntico inducidoE Campo incidenteL longitud del material Angulo de rotacinV constante de Verdet

Un poco de teoraEl campo incidente modificado por la birrefringencia y por el analizadorSe busca la intensidad mxima

ExperimentoSe estudi la rotacin de Faraday en un haz de un lser de He-Ne con el objetivo de medir la constante de Verdet en una muestra de agua destilada.

Se midi la variacin en el ngulo de polarizacin del haz debido a la influencia de un campo magntico variable y, a partir de estos valores, se obtuvo la constante de Verdet correspondiente del material.

Se calcul la constante de Verdet para lseres diodos de =532nm y =670nm

Arreglo experimentalFigura 1: Esquema del dispositivo experimental

AdquisicinSoftware diseado en LabView:Barridos de 0,1 a 3 VppPaso de 0,1 VppTiempo de espera de medicin: 5 s

Figura 2: Seal a la salida del Lock-in en funcin de la amplitud de la seal suministrada por el generador de frecuencias.

Consideraciones para el armado experimentalDisposicin de los instrumentosEvitar reflejosResistencia de carga:Tiempo de respuesta de adquisicinOptimizar relacin seal-ruido

Figura 3: Relacin Ruido/Seal en funcin de la tensin de entrada del generador, con un ajuste constante para cada valor de resistencia de carga. Los datos del ajuste se encuentran en la tabla anexada

ResultadosAproximacin Campo del solenoide infinito

Determinacin de 0:

Dependencia de la Rotacin con el campo(1)

(2)

(3)

ResultadosFigura 4: ngulo de rotacin de polarizacin en funcin del campo magntico para una muestra de agua destilada con un lser de He-Ne. Ajuste lineal realizado por cuadrados mnimos; pendiente=V= (3,90 0,02) rad.(T.m)-1 V = (3,90 0,02) rad.(T.m)-1 El ajuste arroj un valor de la constante de Verdet que coincide con el encontrado en la literatura Vteo= 3,808 rad.(T.m)-1

Relacin con la frecuencia de modulacinV 1kHz= (3,90 0,02) rad.(T.m)-1V 2kHz= (4,05 0,08) rad.(T.m)-1

Se verific la no dependencia de la constante con la frecuencia de modulacin del campo.

Figura 5: ngulo de Faraday en funcin del campo magntico para frecuencias de modulacin de 1 kHz (rojo) y 2 kHz (negro)

Relacin con longitud de onda de la luzV532=(3,16 0,01 ) rad.(T.m)-1V633=(3,90 0,02) rad.(T.m)-1V670=(2,91 0,005) rad.(T.m)-1

No se obtuvo la relacin esperada de V -1 como en la bibliografa consultada.Figura 6: ngulo de rotacin del plano de polarizacin en funcin del campo magntico para tres longitudes de onda: 670 (azul), 633 (negro) y 532 (rojo)

ConclusionesSe determin la constante de Verdet para el agua destilada, similar al valor presente en la bibliografa.Se observ que no depende de la frecuencia de modulacin del campo, pero si de la longitud de onda; aunque no se observ la proporcionalidad inversa que predice la teora (catstrofe del lser verde).El dispositivo experimental es muy sensible a los fenmenos de induccin de los instrumentos de medicin. La eleccin de una ptima resistencia de carga es fundamental para maximizar la relacin seal-ruido.

Muchas gracias por su atencinAguardamos sus preguntas