电磁场与电磁波实验报告

电磁场与电磁波实验

班级 学号 姓名

08020804 2008301914 夏益锋

反射实验

2008301918 张筠鹏

2008301919 赵伟

第一章 反射实验

? 实验原理

当微波遇到金属板时将会发生全反射，本实验就是以一块金属板作为障碍物，来研究当微波以某一入射角投射到金属板时，所遵守的反射定律。

? 实验报告

?1?2极化 入射角φ1 理论反射角φ2 实测反射角φ2 φ2-φ2测 水平极化 45 45 47.4 2.4 垂直极化 45 45 47.5 2.5 ? 误差分析： 1． 仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平

极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2． 人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

3． 周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 4． 由于误差较小，在允许范围内。

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电磁场与电磁波实验 衍射实验

第二章 衍射实验

? 实验原理：

当一束平面波垂直入射到一个狭缝，狭缝的宽度和波长可以比拟时，它就会发生衍射现象。

极小值：

a?sin??n??

??极大值：a?sin

? 实验报告 ??(2n?1)??2

6 34.8 24 0.4 42 1.9 8 28.8 26 0.3 44 4.3 aФ a=70 λ=32 Ф a=70 λ=32 Ф a=70 λ=32 0 I 38.2 18 I 6.2 36 I 0.8 2 39.3 20 2.0 38 0.2 4 38.1 22 0.8 40 0.2 10 22.4 28 0.2 46 2.1 12 18.2 30 0.2 48 0.3 14 15.6 32 0.4 50 0.2 16 11.9 34 0.8 Ф—I曲线图（标注极大值点）

? 实验分析

理论上，电流最小值点出现在27.2度处，最大值点点出现在43.3度处。 实际由图可看出，最大值在46度左右，最小值在28左右，存在一定误差。 引起误差的原因有：仪器误差，操作误差，周围电磁波影响误差等，不过误差在允许范围内。

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电磁场与电磁波实验 干涉实验

第三章 干涉实验

? 实验原理

当平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时 ，则每条狭缝就变成了一个次级波的波源。由两缝发出的次级波产生相干波，因此在金属板的背面空间中，将会发生干涉现象。

? 实验报告 ??5 1.5 14 8.7 23 21.7 6 ab?aФ a=40 b=130 λ=32 Ф a=40 b=130 λ=32 Ф A=40 b=130 λ=32 0 I 43.1 9 I 11.5 18 I 4.0 1 36.2 10 14.2 19 6.2 2 25.6 11 15.2 20 10.4 3 12.2 12 14.3 21 15.1 4 3.9 13 12.0 22 18.4 7 3.9 16 3.8 25 20.2 8 7.9 17 3.6 1.7 15 5.9 24 22.4 Ф—I曲线图（标注极大值点）

? 实验分析

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电磁场与电磁波实验 干涉实验

左边的极大值点：Ф约为12度，（b+a）*sinФ=35，约为一倍波长。 右边的极大值点，Ф约为24度，（b+a）*sinФ=69，约为两倍波长。 说明两干涉波波峰在这两点叠加，分别相差一倍波长和两倍波长。 误差分析

1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 由于误差较小，在允许范围

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电磁场与电磁波实验 迈克尔逊干涉实验

第四章 迈克尔逊干涉实验

? 实验原理：

当接收喇叭接收到两束同频率，且振动方向一致的两个波，如果两个波相位差为2π的整数倍时，则干涉加强，相位差为π的奇数倍时，则干涉减弱。当产生两个相邻最弱或最强信号时金属板所移动距离为：

ABL??2

450? 实验报告

取n=4，找出5个极小值点，计算波长λ

极小值点个数 位置数值（mm）

波长λ=32.665mm

1 6.55 2 22.96 3 38.57 4 55.29 5 71.88

? 误差分析

1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 由于误差较小，在允许范围

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电磁场与电磁波实验 偏振实验

第五章 偏振实验

? 实验原理

由于平面电磁波是横波，它的电场强度矢量E和波的传播方向垂直。如果E在垂直于传播方向的平面内沿固定的直线变化，这样的横电磁波叫线极化波，在光学中也叫偏振波。

电磁场沿某一方向的能量有sin2?的关系。这就是光学中的马吕斯(Malus)定律：

马吕斯定律：

I?I0?cos2?

? 实验报告

表一：

调整发射衰减器及接收天线极化，使测量信号最强，此时电表指示满量程 调整接收天线极化指针置于0°位置 调整接收天线极化指针置于＋90°位置 调整接收天线极化指针置于－90°位置 调整接收天线极化指针置于＋45°位置 调整接收天线极化指针置于－45°位置

表二： 测量信号I =80 测量信号I =0.2 测量信号I =0.3 测量信号I =26.2 测量信号I =30.0 角度? 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° cos2? 1 Ii Ii I00.97 0.88 0.75 0.59 0.41 0.25 0.12 0.03 0 77.9 62.8 52.1 34.2 19.8 8.4 2.3 0.9 0.2 0.97 0.79 0.650 0.43 0.25 0.11 0.03 0.01 80 1

? 实验分析

接收天线不转动时，电流值最大，说明完全接收到此偏振波，此后随着天线角度的增大，电流值越来越小，即接收到电磁波在天线接收方向的分量越来越小，当转过90度时，电流值基本降为0，说明在与偏振波垂直的方向上接收不到分量。 误差分析：

1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

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电磁场与电磁波实验 偏振实验

3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 4．误差较大。

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电磁场与电磁波实验 极化波的产生实验

第六章 极化波的产生

? 实验原理

无论是线极化,圆极化或椭圆极化波都可由同频率正交场的两个线极化波组成.当它们同相(或反相),其合成场的波认为是线极化波;当它们相位差为90°,幅度相等时,合成场波为右旋或左旋圆极化波;若它们相位差为0<△φ<±90°，合成场波为右旋或左旋椭圆极化波.

? 实验报告 接收天线角度 电流 0 58 10 56 20° 55 30 54.5 40 54 AB45050 51 60 50 70 50 80 50 接收天线角度 90 100 110 120 130 140 150 160 170 电流 52 53 50 52 52 54 55 56 55

圆极化波的椭圆度

e?Imin?Imax0.928

? 实验分析

由表中数据可以看出，此合成波为圆极化波，在空间各点的幅值相等。但是由于各种不定因数的影响，实验所得数据存在一定误差

1．仪器误差：发射天线和接收天线不能调到绝对的水平和垂直，因此也得不到绝对的水平极化波和垂直极化波；反射金属板不是绝对的平面，也影响入射角和反射角的大小。 2．人为操作误差：操作仪器时，读数时都会存在一定误差

3．周围仪器发射电磁波影响误差：影响电流表示数，也就影响电流极大是的反射角大小。 由于误差较小，在允许范围

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lrbh.html