西工大电磁场与电磁波实验报告完成版.docx
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西工大电磁场与电磁波实验报告完成版
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姓名
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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
入射角(度)
30
35
40
45
50
55
60
65
发射角
(度)
左侧
27
30
34
42
50
56
60
66
右侧
31
36
42
46
51
55
61
65
●实验分析:
实验过程中,要保持发射天线和接收天线处于同一水平面上,这样能达到接收功率最大化。
通过调整两天线之间的夹角,观察电流计的示数,当示数达到最大值时说明接收到了最大程度的反射波,这个角度就是微波的发射角。
观察实验数据可得出结论,入射角等于反射角。
第二章单缝衍射实验
●
实验原理:
如图所示,当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象。
在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的,中央最强,同时也最宽。
在中央的两侧衍射波强度迅速减小,直至出现衍射波强度的最小值,即一级极小,此时衍射角为=sin-1(/a),其中是波长,a是狭缝宽度。
两者取同一长度单位。
然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐渐增大,直至出现一级极大值,角度为:
=sin-1(3/2a)。
●实验报告(a=70mmλ=32mm)
角度Ψ
电流I(左)
电流I(右)
0
74.4
74.4
2
76.0
79.9
4
80.2
87.9
6
81.0
86.8
8
74.4
71.8
10
61.4
50.0
12
42.3
36.2
14
34.1
32.9
16
30.1
24.0
18
19.8
10.2
20
8.6
3.8
22
1.9
1.0
24
0.2
0.8
26
0.1
0.2
28
0
0
30
0
0.1
32
1.0
2.0
34
2.4
2.2
36
2.0
1.0
38
0.2
0
40
0
0.6
42
2.8
4.2
44
8.2
7.2
46
10.2
4.0
48
3.8
0
50
0.1
0
●实验分析
当一个平面波入射到宽度和波长可比拟的狭缝时,就可以发生衍射现象。
在实验中,要注意保证狭缝与电磁波的发射方向时刻垂直,通过调整接收天线的角度,读取在发射天线左边、右边所接受到的电流值,电流大小直接反应衍射波强度大小。
可通过数据验证衍射规律,即中央最强,在中央的两侧迅速减小,随着衍射角度增大,衍射波强又逐渐增大。
第三章双缝干涉实验
●实验原理
如图所示,当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上,则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波,因此在金属板的背面空间中,将产生干涉现象。
当然,通过每个缝也有衍射现象。
因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。
为了只观察双缝的两束中央衍射波相互干涉的现象,令双缝的缝宽a接近,=32mm,a=40mm。
这时单缝的一级极小接近53。
因此取较大的b,则干涉强度受狭缝衍射的影响小,当b较小时,干涉强度受狭缝衍射影响大。
干涉加强的角度为:
=sin-1(K/(a+b)),式中K=1、2、…。
干涉减弱的角度为:
=sin-1((2K+1)/2(a+b)),式中K=1、2、…。
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