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文档简介

1、实验预习部分PAGE PAGE 4成绩评定教师签名 嘉应学院物理学院近代物理实验实验报告实验项目： 实验地点： 班 级： 姓 名： 座 号： 实验时间： 年 月 日实验目的：1.对微波材料的介质特性的测量，有助于获得材料的结构信息;2.研究了的微波特性和设计微波器件。3.本实验采用谐振腔微扰法测量介质材料的特性参量，学习反射式腔测量微波材料的介电常数和介电损耗角tg的原理和方法。二、实验仪器和用具：介质材料： 半径0.7 mm 长度10.16 mm白色样品：聚四氟乙烯；透明样品：有机玻璃；褐色样品：黑焦木三、实验原理：谐振腔是两端封闭的金属导体空腔，具有储能、选频等特性，常见的谐振腔有矩形和圆

2、柱形两种，本实验采用反射式矩形谐振腔，谐振腔有载品质因数可由测定，其中为谐振腔振频率，分别为半功率点频率。图8.2.1所示是使用平方律检波的晶体管观测谐振曲线，和的示意图。如果在矩形谐振腔内插入一圆柱形的样品棒，样品在腔中电场的作用下就会被极化，并在极化的过程中产生的能量损失。因此，谐振腔的谐振频率和品质因数将会变化。根据电磁场理论，电介质在交变电场的作用下，存在转向极化，且在极化时存在驰豫，因此它的介电常量为复数：式中为复电常量，为真空介电常量，为介质材料的复相对介电常量，、分别为复介电常量的实部和虚部。由于存在驰豫，电介质在交变电场的作用下产生的电位移滞后电场一个相位角，且有tg/因为电介

3、质的能量损耗与tg成正比，因此tg也称为损耗因子或损耗角正切。如果所用的样品体积远小于谐振腔体积，则可认为除样品所在处的电磁场发生变化外，其余部分的电磁场保持不变，因此可用微扰法处理。选择（p为奇数）的谐振腔，将样品置于谐振腔内的微波电场最强而磁场最弱处，即x=a/2，z=l/2处，且样品棒的轴向与y轴平行。假设介质棒实均匀的，而谐振腔的品质因数又较高，根据谐振腔的微扰理论可得下列关系式如此可求得其中，分别为谐振腔放入样品前后的谐振频率，分别为谐振腔体积和样品体积，为样品放入前后谐振腔又载品质因数的变化，即，分别为样品放入前后的谐振腔有载品质因数。四、实验步骤：准备按照要求顺序连接实验装置，用固态源作微波源。打开固态源电源开关，选择等幅、扫频方式，扫描输出接至示波器CH1，晶体检波器输出接至示波器CH2，示波器显示方式选择双路同时显示。测定介电常量和介电损耗角正切tg。放入样品前，调节频率调节旋钮、可变衰减器、晶体检波器，使谐振腔谐振，调节单螺调配器，使谐振曲线两边等高。调节波长表，测量谐振腔谐振频率和半功率点频率和。（注意：波长表的出厂序号与波长表频率刻度对照表序号要对应）2放入样品后，测量谐振腔谐振频率和半功率点频率和。3从谐振腔标签上记下谐振腔的长、宽、高，计算其体积；记下样品半径、长度，计算体积。4计算样品的介电常量和介电损耗角正切tg

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