电磁场电磁波的实验报告

------专业资料-专业资料--电磁场与电磁波试验报告试验一电磁场参量的测量一、试验目的1，并确定电磁波的相位常数和波速。二、试验原理〔或相反〕方间电磁波波长的值，再由2，f本试验实行了如下的试验装置EEej，当入射波以入射角向介质板斜投射时，则在i 0i 1分界面上产生反射波E r t介质板的折射系数为T0

，由介质板进入空气的折射系数为Tc

，另外，可动板P Pr2 r1

-1E

RTTE

ej1，E

RTTE

ej2r1 0c 0i r2 0c 0i专业资料-专业资料--- --这里1

2Lr1

L L ；r3 r1 2

2Lr2

L 2Lr3 r1

2LLr3

L；2其中LL2

L。1L1

L2

Pr2

移动L值，使P 有零r3Er1

与E 反相。故可承受转变Pr2

的位置，使Pr3

输出最大或零指示重复消灭。从而测出电磁波的波长和相位常数。下面用数学式来表达测定波长的关系式。2 2e在P 处的相干波合成为E E Ee

RTTE

j1

ejr3 r

r1 r22222

0c 0i或写成E 2RTTE cos

ej1

〔1-2〕r 0c 0i

2 式中1 2

2LPr3

零指示法，即cos 02或 (2n1)，n=0,1,2......n表示相干波合成驻波场的波节点〔Er

0〕数。同时，除n=0以外的nn=0ErL0

0驻波节点为参又因 22L

〔1-3〕 2故2n1 2 或 4L(2n1) (1-4)由〔1-4〕式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的n=0L0

N值则有：n=1，4L4L1

L2 ,对应其次个波节点，或第一个半波长数。0n=1，4L4L2

L2 ,对应第三个波节点，或其次个半波长数。1专业资料-专业资料--- --…n=n，4L4Ln

Ln1

2 n+1n个半波长数。把以上各式相加，取波长的平均值得2LL n 0n

〔1-5〕代入得到电磁波的参量,等值。三、试验步骤Pr0

Pr3

，使其处于同种极化状态。安装反射板，半透射板：留意反射板P与P

90度角，半透射r1 r2P

轴向成45度角，并留意反射板P与P

的法向分别与P,Pr3 r0

r1轴向重合。

r1 r2Pr3

80。Pr2

的起始位置在最右侧〔或最左侧，用旋Pr2

使全部节点位置处，Pr3

表头指示都为0.此时说明整个系统调整到位。测量：用旋转手柄使反射板移动，从表头上测出n+1个零点，同时从------专业资料-专业资料--L到L，并记录。0 n3次波长求平均值，34即可。用所测波长计算,值。四、试验数据试验次数n1234微安表零指示11.34226.45843.03958.692〔mm〕五、试验结果整理，误差分析43.03958.69211.34226.45815.983(mm)2 431.966mm；f9.3787GHZ理论上

c31.987(mm)f误差31.98731.9661000.0657%31.987误差分析：缘由可能有：其误差数值的大小和正负保持恒定，或误差随条件转变按肯定规律变化。机误差可以减小，但不会消退。例如：微安表读数存在肯定的误差；装置摆放多靠目测，难以保证垂直、对准、水公平条件严格满足，如两个喇叭口不水平；数据时依据常用的准则加以剔除。减小误差：选定适宜的试验仪器。工欲善其事，必先利其器，需要认真考虑。严格依据试验步骤、方法操作。娴熟把握各种测量器具的使用方法，准确读数。创，直接改进测量方法六、思考题90度，将消灭什么现象？这时能否测准？为什么？Er1-RnTn0TnEie-iφ1Er2=-RnTn0TnEie-iφ2转后 Er1=-RnEie-iφ1Er2=-RnTn0TnEie-iφ2因此很可能无法产生明显的驻波分布。因此不能准确测量λ值。七、心得体会磁波作为一种非机械波但仍具备波的根本特性的结论。本次试验进展得较为顺当，期间得到的结果也比较抱负。我和我的伙伴这次试验是第一次做电磁场与电磁波试验，在生疏了电磁波参量的测量解。试验二均匀无耗媒质参量的测量一、试验目的应用相干波节点位移法，来争论均匀无损耗媒质参量 的测试。r了解均匀无损耗媒质中电磁波参量 ,,与自由空间电磁波参量,0 0

c的差异。生疏均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性。二、试验原理媒质参量一般应包括介电常数两个量。它们由媒质方程DE和BH来表征。要确定E，H联系在一起，对于和质的介电常数进展争论〔r解媒质的特性和参量。

1，最终以测定相对介电常数 来了r0用相干波原理和测驻波节点的方法可以确定自由空间电磁波参量,0 0

,c。对于具有 〔r r

1〕的均匀无耗媒质，无法直接测得媒质中的,值，不能得到媒质参量值。但是我们利用类似相干波原理装置如下图专业资料-专业资料--- --在P 前依据对r2

变化值，进而测得媒质r

的值。首先固定Pr1

，移动P 使Pr2

消灭零指示，此时P 的位置在Lr2 3

处，由于r

Pr3

指示不再为零。我们把喇叭辐射的电磁波近似地看作平面波。设接收喇叭处的平面波表达式为E E r2 0r2Pr2

的r

媒质板〔非磁性材料的媒质r

1〕使P 处的r3E ,Er1 r2

之间具有相位差〔因

板为无损耗，可认为E与Er r1

。r2这里相当于板不存在时，相应距离所引起的相位滞后，因此得到时媒质板总------专业资料-专业资料--的相位滞后值为 ”

0

2 1r

〔2-1〕增量，其值是20

2l0

2l 〔2-2〕从而补偿了板的相位滞后，使整理上述式子得2 1l 2

〔2-3〕r r r

01l

〔2-4〕 2

1l

〔2-5〕 0 r r

c l

〔2-6〕1 R，T。当平面波垂直投射到空气与媒质分界面时，利用边界条件得11rrR 11rr

〔2-7〕0 02 21 rT 1 r

〔2-8〕0 0R 0

R 1 1rr

〔2-9〕0 2 1rrT 2 2 1rr0

〔2-10〕0 0

r 0由表达式可看出，当测出的值时，也可确定相应材料的的值。三、试验步骤整体机械调整，并测出板的平均厚度rPr1

Pr2

Pr3

表头指示为零，Pr3

L的位置。将具有厚度为待测r

Pr2

，必需紧贴r

，同时留意在放进板r

Pr2

LPr3

不再为零。将P 和r2 r

Pr2

由移到L’Pr3

再次零指示，得到L。计算、,v、R、T的值。r四、试验数据板的厚度〔板的厚度〔cm〕0.6.00平均值〔cm〕L00.5780.5860.5780.588L1L〔无26.45843.039L258.692r〔〕L’〔有22.98838.51554.532r〕LL”L(CM)3.4704.5244.160L4.051 1l平均值〔cm〕22.5353.1402.924r2.866r平均值〔rad/m〕五、数据处理、误差分析20.07718.03918.6940〔mm〕r的平均值〔mm〕18.937313.020348.376r20.07718.03918.6940〔mm〕r的平均值〔mm〕18.937313.020348.376r0 r〔rad/m〕336.180332.525r的平均值〔rad/m〕c〔m/s〕1.8841081.6931081.754108rV的平均值〔m/s〕R1r -0.2281.777108-0.279-0.2621rR的平均值T210.772-0.2560.7210.738rT的平均值0.7440 〔2〕误差分析：试验存在肯定的误差，缘由分析：试验中试验台一起摆放可能达不到严格的标准要求；游标卡尺读数存在误差；仪器精度没有到达要求；介质的相对介电常数的测量误差：介质板的厚度不均，导致测出了d有误差。造成试验的误差。电表的灵敏度造成试验误差。两个喇叭口不水平读数时存在读数误差六、思考题μr=1,测试均匀无损耗媒质值。可否测μr≠1的磁介质？试说明缘由。μr≠1，会影响电磁场的原有分布，则需要确定μr＝μ/μ0，方法更为简单，无法测得正确的结果。七、心得体会本次试验我学习争论了测量均匀无损耗媒质参量的根本方法，更进一步的反射和折射的特性。由于这次试验是建立在前一次的根底上，而第一次试验误差比较小，为这次试验打下了很好的根底，生疏了游标卡尺的使用，总体来说照旧比较简洁要留意四周夹紧，不要消灭缝隙，否则会消灭较大的误差。试验三电磁波反射、折射的争论一、试验目的争论电磁波在良好导体外表的反射。争论电磁波在良好介质外表的反射和折射。争论电磁波发生全反射和全折射的条件。二、试验原理1、电磁波斜入射到两种不同媒质分界面上的反射和折射极化波为例:反射定律：错误!未找到引用源。〔3-1〕折射定律：错误!未找到引用源。 〔3-2〕2、平行极化波入射到两种媒质分界面上发生全折射〔无反射〕的条件平行极化波在两种媒质分界面上的反射系数错误!未找到引用源。分别为：错误!未找到引用源。 〔3-3〕错误!未找到引用源。 〔3-4〕有错误!未找到引用源。 〔3-5〕可 以 解 出 全 折 射 时 的 入 射 错误!未找到引用源。 〔3-6〕错误!称为布儒斯特角，它表示在错误!未找到引用源。全折射时的入射角。平行极化波斜入射到厚度为d的介质板上，如以下图所示：入射在其次个界面上，仍旧满足条件发生全折射，在介质板后面就可以接收到全部的入射信号。1〔无反射〕错误!未找到引用源。和错误!未找到引用源。分别为：错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。 〔3-8〕对于一般媒质错误!，错误!，可以证明，垂直极化波无论是从光疏媒质射入光密媒质，还是从光密媒质射入光疏媒质，总有：错误!，即错误!未找到引用源。所以不行能发生全折射。的分界面上时反射波中只有垂直极化波重量，利用这种方法可以产生垂直极化波。4对于良导体，错误!未找到引用源。,所以错误!未找到引用源。等于入射角。三、试验步骤直线上。具体方法如下：旋转工作平台使错误!未找到引用源。刻线------专业资料-专业资料--台上的错误!未找到引用源。刻线，然后锁定活动臂。翻开固态信号天线与接收天线相互对正。测试电磁波入射到良导体外表的反射特性测出入射波电场〔可使微安表指示80错误!。然后把良错误!未找到引用源。刻线，这时转台上的错误!未找到引用源。刻线与导体板的法线方向全都。转变入射角错误!，测在反射角错误!未找到引用源。时的反射波场强错误!〔仍用微安表指示的电流表示，最终可把接收天线转到导体板后错误未找到引用源。刻线处，观看有无折射波。平行极化波斜入射到介质板上的全折射试验把放射天线和接收天线都转到平行极化波工作状态。首先，测量入射波电场错误!。然后把玻璃板放在转台上，使玻璃板平面对准转台上的90度刻线。转动转台转变入射角，使错误!未找到引用，同时得到斜投射时，反射波场强为零的入射角，这时错误!未找到，把测量数据填入表中。观看有无全折射现象。把放射天线喇叭转到任意方向，使入射角错误!，在反射波方向分别测量水平极化波和垂直极化波，记录试验结果，把测量的数据填入表中。四、试验数据入射场错误入射场错误!未找到引用源。入射角错误!未找到引用源。反射角错误!未找到引用源。反射场错误!未找到引用源。

80 79 90 94全折射现象A、平行极化波的全折射现象全折射现象入射场错误!反射场错误!折射场错误! 测量值 计算值未找到引用未找到引用未找到引用源。源。源。80094B、放射天线喇叭在任意方向〔如错误!〕位置入射场错误!未找到引用源。〔水平〕入射场错误!未找到引用源。〔垂直〕反射场错误!未找到引用源。〔水平〕反射场错误!未找到引用源。〔垂直〕顺时针旋转错误!未找到引用3140028源。五、数据处理、误差分析错误!未找。在肯定围，反射场根本上等于入射场。中A、放射天线和接收天线都在平行极化波工作状态未找到引用源。入射到两种媒质分界面上，会发生全折射，无反射场。B、放射天线喇叭在任意方向〔如错误!〕这种方法可以产生垂直极化波。误差分析：放射喇叭和接收喇叭无法严格掌握一条轴线上，存在肯定的角度偏移。专业资料-专业资料--- --读数的误差：如微安表和分度盘读数。会引起试验的误差，影响精度。六、思考题cos cos 2sin2 1cos 2sin2 1R N 2 1sin2cos

使分母为0，则：ε1＝ε2时才成立，所以不行以。综上：垂直极化波不能发生全折射。七、心得体会本次试验我争论了电磁波在良好导体外表的反射，把握了电磁波发生全一步的稳固了试验仪器的操