中南大学电磁场与电磁波实验报告..doc

电磁场与电磁波 实验报告 姓名： 学号： 班级： 实验一 电磁波反射实验 一、实验目的 1. 掌握微波分光仪的基本使用方法； 2. 了解3cm信号源的产生、传输及基本特性 3. 验证电磁波反射定律。 二、实验原理 反射光一侧的电流值代表反射光的强度，所以反射角的位置由反射光一侧最大电流确定。 三、实验内容与步骤 1.校准仪器，使两喇叭口对正 2.固定反射板 3.设置信号源 4.调节可变衰减器 5.设置波的频率 6.改变入射角角度，将测量结果记录下来 ●步骤1中： 对正具体做法是：保证轴线在一条直线（指示两喇叭位置的指针分别指于工作平台的0-180刻度处），不断调整喇叭口朝向，使电流表的读数最大。 ●步骤2中： 使金属板平面与小圆盘上的90-90刻线对齐，使小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。 ●步骤3中： 打开信号源开关，将三厘米固态信号源设置在:“电压”和“等幅”档，电压设置为12V. ●步骤4中： 使活动臂上微安表的读数为满量程的80%左右。 ●步骤5中： 调节可变衰减器一侧的旋钮，使频率符合实验要求（9.37GHz、8.8GHz） ●步骤6中： 转动微波分光仪的小平台，使固定臂指针指在刻度为30度处（即入射角），然后由左向右转动活动臂，使得表头指示最大，此时即为反射角度数，记下该角度读数。然后分别将固定臂指针指在刻度为40度、45度、50度、60度、80度处，重复上述操作，并记下相应的反射角读数。 四、实验数据记录及处理 （1） 入射角（度） 测量角度(度)/该角度处的电流表读数(uA) 反射角（度） 第一次测量 第二次测量 第三次测量 第四次测量 第五次测量 30 32.5/77 uA 32/80 uA 32/80 uA 31/60 uA 30.5/62 uA 31.8 40 41 /79 uA 39/78 uA 40/82 uA 39/62 uA 42/58 uA 40.4 45 43.5/81 uA 45/85 uA 45.5/85 uA 42.5/65 uA 46/63 uA 44 50 48 /80 uA 47/90 uA 47/90 uA 51/58 uA 52.5/68 uA 49 60 58 /92 uA 58/98 uA 58/92 uA 60.5/67 uA 60/65 uA 58.8 （2） 入射角（度） 测量角度(度)/该角度处的电流表读数(uA) 反射角（度） 第一次测量 第二次测量 第三次测量 第四次测量 第五次测量 30 28.5/58 30.5/58 29/60 31.5/58 29.5/61 29.8 40 41/61 39.5/61 39/62 38/62 42/60 39.9 45 45/62 45.5/62 46.5/62 43.5/59 47/58.5 45.5 50 47/62 49.5/66 51/58 48.5/57.5 52/58 49.6 60 58/76 61/72 60.5/59 59/61 62.5/66 60.2 五、实验分析 （1）由多次测量取平均值的实验结果来看，在误差允许的范围内，入射角等于反射角，验证了反射定律。 （2）引起误差的主要原因，除了客观因素（实验器材本身）和人为因素（读数不准确）外，还包括 1.实验开始时喇叭口校准不到位 2.实验过程中不小心造成的已校准过的喇叭口的偏移 3.来自其他实验组的干扰 （3）实验过程中测量所得的角度是反射光最强的处对应的角度，角度的偏差是由（3）中所述的误差原因造成的。 （4）实验过程中测量所得的电流表读数是在反射光一侧的电流最大值，代表反射光的强度。反射光在传播过程中会有损耗，所以反射光强度不严格等于入射光的情况是合理存在的。若反射光强度大于入射光强度，极可能是其他实验组产生干扰而造成的。 实验二 单缝衍射实验 一、实验目的 1．了解微波分光仪的结构，学会调整它并能用它进行实验； 2．进一步认识电磁波的波动性，测量并验证单缝衍射现象的规律。 二、实验原理 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，其中是波长，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： 。 图2.2 单缝衍射仪器配置 三、测量方法与步骤 1.调节可变衰减器，设置一个合适的频率 2.调节衍射版缝宽 遵循缝宽和波长可比拟的原则，其中波