電磁場與電磁波實驗報告

./中南大學信息科學與工程學院課題名稱：電磁場與電磁波實驗報告信息科學與工程學院通信工程1201學班學姓院：級：號：名：0909120927文強指導老師：寧.實驗一電磁波反射實驗一實驗目的1.掌握微波分光儀的基本使用方法；2.了解3cm信號源的產(chǎn)生、傳輸及基本特性；3.驗證電磁波反射定律。二預習容電磁波的反射定律三實驗原理微波與其它波段的無線電波相比具有：波長極短,頻率很高,振蕩周期極短的特點。微波傳輸具有似光特性,其傳播為直線傳播。電磁波在傳播過程中如遇到障礙物,必定要發(fā)生反射。本實驗以一塊大的金屬板作為障礙物來研究當電磁波以某一入射角投射到此金屬板上所遵循的反射定律,即：反射電磁波位于入射電磁波和通過入射點的法線所決定的平面上反射電磁波和入射電磁波分別位于法線兩側；反射角θr等于入射角θi。原理如圖1.1所示。圖1.1四實驗容與步驟1.調整微波分光儀的兩喇叭口面使其互相正對,它們各自的軸線應在一條直線上,指示兩喇叭位置的指針分別指于工作平臺的0-180刻度處。將支座放在工作平臺上,并利用平臺上的定位銷和刻線對正支座,拉起平臺上四個壓緊螺釘旋轉一個角度后放下,即可壓緊支座。2.將反射全屬板放到支座上,應使金屬板平面與支座下面的小圓盤上的90-90這對刻線一致,這時小平臺上的0刻度就與金屬板的法線方向一致。將金屬板與發(fā)射、接收喇叭鎖定,以保證實驗穩(wěn)定可靠。3.打開信號源開關,將三厘米固態(tài)信號源設置在:"電壓"和"等幅"檔。4.調節(jié)可變衰減器,使得活動臂上微安表的讀數(shù)為滿量程的80%左右。5.轉動微波分光儀的小平臺,使固定臂指針指在刻度為30度處,這個角度數(shù)就是入射角度數(shù),然后轉動活動臂,使得表頭指示最大,此時活動臂上指針所指的刻度就是反射角度數(shù),記下該角度讀數(shù)。如果此時表頭指示太大或太小,應調整微波分光儀中的可變衰減器或晶體檢波器,使表頭指示接近滿量程的80%做此項實驗。6.然后分別將固定臂指針指在刻度為40度、45度、50度、60度、80度處,重復上述操作,并記下相應的反射角讀數(shù)以及最大電流讀數(shù)。五實驗數(shù)據(jù)記錄及處理當f=9.00GHz時入射角θi〔度304045506080反射角θr〔度30.638.644.849.458.879.2最大電流〔μA587078868892當f=9.37GHz時入射角θi〔度304045506080反射角θr〔度33.5414450.65979最大電流〔μA576464787768六實驗注意事項如果表頭指示太大或太小,應調整微波分光儀微波系統(tǒng)中的可變衰減器,使表頭指示接近滿量程的80%做此項實驗。七實驗思考題周圍環(huán)境哪些因素會影響到本次實驗結果的精度？儀器誤差：發(fā)射天線和接收天線不能調到絕對的水平和垂直,因此也得不到絕對的水平極化波和垂直極化波；反射金屬板不是絕對的平面,也影響入射角和反射角的大小。人為操作誤差：操作儀器時,讀數(shù)時都會存在一定誤差周圍儀器發(fā)射電磁波影響誤差：影響電流表示數(shù),也就影響電流極大是的反射角大小。由于誤差較小,在允許圍。心得與體會相對來說,此電磁波反射實驗是一個對周圍環(huán)境因素要求較高的實驗,這就在無形中提高了在實驗過程中對實驗者各個方面的要求指標。實驗過程是對我們課本中的理論知識進行驗證的過程,所以我們必須認認真真、仔仔細細的對待實驗。實驗是建立在理論的基礎上的對知識的升華,是對已有知識的一種實踐,我們每個人都應給予其相應的重視,粗心大意、馬虎不得。還有,實驗難點在于重溫習電磁波的反射定理,其次主要是熟悉S426型分光儀的使用。另在本實驗實驗組之間的相互干擾嚴重,實驗儀器誤差較大,應該認真的操作,細心的觀察。實驗二單縫衍射實驗一實驗目的1．了解微波分光儀的結構,學會調整它并能用它進行實驗。2．進一步認識電磁波的波動性,測量并驗證單縫衍射現(xiàn)象的規(guī)律。二預習容電磁波的特性和衍射原理三實驗原理圖2.1單縫衍射原理如圖2.1,當一平面波入射到一寬度和波長可比擬的狹縫時,就要發(fā)生衍射的現(xiàn)象。在縫后面出現(xiàn)的衍射波強度并不是均勻的,中央最強,同時也最寬。在中央的兩側衍射波強度迅速減小,直至出現(xiàn)衍射波強度的最小值,即一級極小,此時衍射角為sin1?λ=minφ,其中λ是波長,a是狹縫寬度。兩者取同一長度單位,然后,隨著衍射角增大,衍射波強度又逐漸增大,直至出現(xiàn)一級極大值,角度為：實驗儀器布置如圖2.2,儀器連接時,預先接需要調整單縫衍射板的縫寬,當該板放到支座上時,應使狹縫平面與支座下面的小圓盤上的某一對刻線一致,此刻線應與工作平臺上的90刻度的一對線一致。轉動小平臺使固定臂的指針在小平臺的