电磁场与电磁波实验报告-2
电磁场与电磁波实验报告
实验一 静电场仿真1．实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念。
2．实验仪器计算机一台3．基本原理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时，电场也就不随时间变化，这种电场称为静电场。
点电荷q 在无限大真空中产生的电场强度E 的数学表达式为（1-1）真空中点电荷产生的电位为（1-2）其中，电场强度是矢量，电位是标量，所以，无数点电荷产生的电场强度和电位是不一样的，电场强度为4= （1-3） 电位为4= （1-4） 本章模拟的就是基本的电位图形。
4．实验内容及步骤（1）点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷-q，求其电场分布图。
程序1:负点电荷电场示意图clear[x,y]=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10^(-19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(-10))m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;E=(-q./m1).*r;surfc(x,y,E);负点电荷电势示意图clear[x,y]=meshgrid(-10:1.2:10); E0=8.85e-12;q=1.6*10^(-19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(-10))m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;z=-q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('负点电荷电势示意图','fontsize',10)程序2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10)); R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));Z=q*k*(1./R2-1./R1);[ex,ey]=gradient(-Z);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(Z)),max(max(Z)),40); contour(X,Y,Z,cv,'k-');hold onquiver(X,Y,ex,ey,0.7);clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));U=q*k*(1./R2-1./R1);[ex,ey]=gradient(-U);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(U)),max(max(U)),40); surfc(x,y,U);实验二恒定电场的仿真1．实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告引言：电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念。
电磁场是由电荷产生的一种物理场，它的存在和变化会影响周围空间中的其他电荷。
而电磁波则是电磁场的一种传播形式，它以电磁场的振荡和传播为基础，具有波动性质。
本次实验旨在通过实际操作和测量，深入了解电磁场和电磁波的特性。
实验一：测量电磁场强度在实验一中，我们使用了一个电磁场强度计来测量不同位置的电磁场强度。
首先，我们将电磁场强度计放置在一个固定的位置，记录下此时的电磁场强度。
然后，我们将电磁场强度计移动到其他位置，重复测量过程。
通过这些数据，我们可以得出不同位置的电磁场强度的分布情况。
实验结果显示，电磁场强度随着距离的增加而逐渐减弱。
这符合电磁场的特性，即电荷产生的电磁场在空间中以一定的规律传播，而传播的强度会随着距离的增加而减弱。
这一实验结果验证了电磁场的存在和变化对周围环境的影响。
实验二：测量电磁波频率和波长在实验二中，我们使用了一个频率计和一个波长计来测量电磁波的频率和波长。
首先，我们将频率计和波长计设置好，并将它们与电磁波源连接。
然后，我们观察频率计和波长计的测量结果，并记录下来。
通过这些数据，我们可以得出电磁波的频率和波长的数值。
实验结果显示，不同频率的电磁波具有不同的波长。
频率越高的电磁波，波长越短；频率越低的电磁波，波长越长。
这符合电磁波的特性，即电磁波的振荡频率和波长之间存在一定的关系。
这一实验结果验证了电磁波的波动性质，以及频率和波长之间的关系。
实验三：观察电磁波的干涉和衍射现象在实验三中，我们使用了一块光栅和一个狭缝装置来观察电磁波的干涉和衍射现象。
首先，我们将光栅放置在光源前方，并调整光源的位置和光栅的角度。
然后，我们观察到在光栅后方的屏幕上出现了一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由电磁波的干涉和衍射效应引起的。
实验结果显示，当电磁波通过光栅时，会发生干涉和衍射现象。
干涉现象表现为明暗相间的条纹，而衍射现象表现为条纹的扩散和交替。
电磁场与电磁波第二次实验报告
北京邮电大学电磁场与微波测量学院：电子工程学院班级：2013211212姓名：学号：实验四迈克尔逊干涉实验一、实验目的1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。
2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。
二、实验设备DH926B型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、反射板、半透射玻璃板三、实验原理如图5.1所示，在平面电磁波前进的方向放置一块与传播方向成450夹角的半透射板（实验中用玻璃板），由于该板的作用，将入射的电磁波分成为两束，一束穿透玻璃板继续前进，向反射板B方向传播，另外一束被玻璃板反射后，向反射板A方可移动反射板B的波，被反射板B反射后，又到达玻璃板，其中一部分被玻璃板反射后到达接收喇叭；而到达反射板A的波，被反射板A反射后，又到达玻璃板，其中一部分穿过玻璃板也到达接收喇叭，因此接收喇叭接收到的是这两束电磁波的和，当两束电磁波的传播路程相同，或相差波长的整数倍时，接收喇叭接收的信号最强，当他们传播的路程相差为半个波长的奇数倍时，接收喇叭接收到的信号最弱。
通过移动反射板B，可以改变这两束电磁波的传播路程，使得接收喇叭接收到的信号由弱变强，或由强变弱，测得两个相邻最强或最弱时反射板所移动的距离L，就可以得到电磁波的波长，即=2L。
实验中直接观察电压表的读数，为当表头指的距离，由此距示从一次极小变到又一次极小时，则B处的反射板就移动了2离就可求得平面波的波长。
四、实验内容及步骤1、如图5.2，连接仪器。
2、使两喇叭口面互成900。
3、半透射板与两喇叭轴线互成450。
4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。
5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。
图5.2 迈克尔逊干涉实验系统6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出（n ＋1）个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L ，则波长nL2=λ。
最新电磁场与电磁波实验报告
最新电磁场与电磁波实验报告
在本次实验中，我们深入研究了电磁场与电磁波的基本特性，并进行了一系列的实验来验证理论和观测实际现象。
以下是实验的主要部分和观察结果的概述。
实验一：静电场的建立与测量
我们首先建立了一个简单的静电场，通过使用高压电源对两个相对的金属板进行充电。
通过改变电源的电压，我们观察到金属板上的电荷积累情况，并使用电位差计测量了电场强度。
实验数据显示，电场强度与电压成正比，这与库仑定律的预测一致。
实验二：电磁波的产生与传播
接下来，我们通过振荡电路产生了电磁波。
在一个封闭的微波腔中，我们使用电磁波发生器产生不同频率的电磁波，并通过特殊的探测器来测量波的传播特性。
实验结果表明，电磁波的传播速度在不同的介质中有所变化，这与介质的电磁特性有关。
实验三：电磁波的极化与干涉
在这部分实验中，我们研究了电磁波的极化现象。
通过使用不同极化的波前，我们观察到了波的干涉效应。
特别是在双缝干涉实验中，我们观察到了明显的干涉条纹，这证明了电磁波的波动性质。
实验四：电磁波的吸收与反射
最后，我们探讨了电磁波与物质相互作用的过程。
通过将电磁波照射在不同材料的样品上，我们测量了波的吸收和反射率。
实验发现，吸收和反射率与材料的电磁性质密切相关，并且可以通过改变波的频率来调整这些性质。
通过这些实验，我们不仅验证了电磁场与电磁波的基本理论，而且加深了对这些现象在实际应用中的理解。
这些实验结果对于无线通信、雷达技术以及其他相关领域的研究和开发具有重要的指导意义。
电磁场与电磁波实验
天线形式
水平
距离（ cm ） 垂直
45 度
V形天线1
环形天线2
八木天线3
半波天线4 5、也可接检波装置，观测不同极化时的检波电流大小。
（有兴趣的同学，可用这种方式记录数据，从而画出半波天线
的极化图）。
五、实验步骤 （一）装置白炽灯泡 1、用SMA电缆连接“输出口3”和极化天线（可先选择A端口垂 直极化），将电磁波信号输送到极化天线上发射出去。 2、按下机器供电开关，机器工作正常，按下“发射开关”， 绿色发射指示灯亮，说明发射正常。
3、半波天线的长度计算方法（也可由液晶界面直接显示）： 已知电磁波发射源的频率f,求得波长：λ= v/f, ，比如，电磁波发 射源频率为900MHz,则：
次 天线形式
数
1
2
3பைடு நூலகம்
…
…
天线长 距离 电流大小
度
…
…
实验八 电磁波波长测试实验
一、实验目的 1 、学习了解电磁场电磁波的空间传播特性； 2 、通过对电磁场电磁波波长、波幅、波节、驻波的测量进 一步认识和了解电磁场电磁波 3、了解电磁波的反射特性，利用迈克尔逊干涉现象和相干 波原理测量波长
三、实验仪器
5、开始移动测试支架滑块（向靠近极化天线方向移动）， 直到小灯刚刚发光时，直接在显示器上读取滑块与发射天线的 距离并记录。
6、改变天线振子的长度，重复上面过程，记录数据，总结 得出天线长度与灯泡亮暗的关系。
7、设计制作其它天线形式制作感应器，重复上面过程，记 录数据。
次数 1 2 3 …
天线形式 …
2、将制作的线极化的电磁波感应器安装在测试支架上，分 别设置成垂直、水平、斜45 度三种位置，按下发射按钮，并 移动感应器滑块，观察灯泡达到同等亮度时与发射天线的距 离，并记录数据。
哈工大电磁场与电磁波实验报告
哈⼯⼤电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告班级：学号：姓名：同组⼈：实验⼀电磁波的反射实验1.实验⽬的：任何波动现象（⽆论是机械波、光波、⽆线电波），在波前进的过程中如遇到障碍物，波就要发⽣反射。
本实验就是要研究微波在⾦属平板上发⽣反射时所遵守的波的反射定律。
2.实验原理：电磁波从某⼀⼊射⾓i射到两种不同介质的分界⾯上时，其反射波总是按照反射⾓等于⼊射⾓的规律反射回来。
如图（1-2）所⽰，微波由发射喇叭发出，以⼊射⾓i设到⾦属板MM',在反射⽅向的位置上，置⼀接收喇叭B，只有当B处在反射⾓i'约等于⼊射⾓i时，接收到的微波功率最⼤，这就证明了反射定律的正确性。
3.实验仪器：本实验仪器包括三厘⽶固态信号发⽣器，微波分度计，反射⾦属铝制平板，微安表头。
4.实验步骤：1）将发射喇叭的衰减器沿顺时针⽅向旋转，使它处于最⼤衰减位置；2）打开信号源的开关，⼯作状态置于“等幅”旋转衰减器看微安表是否有显⽰，若有显⽰，则有微波发射；3）将⾦属反射板置于分度计的⽔平台上，开始它的平⾯是与两喇叭的平⾯平⾏。
4）旋转分度计上的⼩平台，使⾦属反射板的法线⽅向与发射喇叭成任意⾓度i，然后将接收喇叭转到反射⾓等于⼊射⾓的位置，缓慢的调节衰减器，使微µ）。
安表显⽰有⾜够⼤的⽰数（50A5）熟悉⼊射⾓与反射⾓的读取⽅法，然后分别以⼊射⾓等于30、40、50、60、70度，测得相应的反射⾓的⼤⼩。
6）在反射板的另⼀侧，测出相应的反射⾓。
5.数据的记录预处理记下相应的反射⾓，并取平均值，平均值为最后的结果。
5.实验结论：?的平均值与⼊射⾓0?⼤致相等，⼊射⾓等于反射⾓，验证了波的反射定律的成⽴。
6.问题讨论：1.为什么要在反射板的左右两侧进⾏测量然后⽤其相应的反射⾓来求平均值？答：主要是为了消除离轴误差，圆盘上有360°的刻度，且外部包围圆盘的基座上相隔180°的两处有两个游标。
电磁场与电磁波报告
一、电磁场与电磁波的应用人们对电磁理论的研究经过了漫长的过程。
早期磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，电学和磁学是两门平行的学科。
电磁场现象的研究发现是从十六世纪下半叶英国人吉尔伯特实验展开的，在研究过程中它采用的方法比较原始，无法完全解释出电磁场的现象原理。
电磁场的近代研究要追溯到18 世纪，由法国物理学家库伦以及英国物理学家卡文迪许展开研究分析，他们的主要贡献是发明了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，从而促使电磁场的发展得到了质的飞越。
坚信自然力可以相互转化的奥斯特发现了电流磁效应，之后安培提出安培定则和分子电流假说。
受到奥斯特试验现象鼓舞的法拉第于1831年首次发现电磁感应现象，奠定了电磁学的基础。
在这之后，经典电磁学集大成者、英国天才物理学家麦克斯韦在法拉第的电磁研究基础上，进一步探讨了电与磁之间的互相影响作用关系，说明了电磁场的涵义，与此同时，他还总结分析除了电磁现象的规律，发表了位移电流的相关概念，并总结提出了麦克斯韦方程组，实现了物理史上的第二次综合。
现代电子技术如通讯、广播、电视、导航、雷达、遥感、测控、电子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁波的发射、控制、传播和接收；从家用电器、工业自动化到地质勘探，从电力、交通等工业、农业到医疗等国民经济领域，几乎全部涉及到电磁场理论的应用。
并且电磁学一直是新兴科学的孕育点。
电磁场在科学技术中的应用，主要有两类：一类是利用电磁场的变化将其他信号转换为电信号，进而达到转化信息或者自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或者电流的作用来控制其运动，使平衡、加速、偏转或转动，以达到预定的目的。
接下来将介绍电磁场的在人们生活中的应用的一种--磁悬浮列车。
电磁悬浮技术（electromagnetic levitation）简称EML技术。
它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属的悬浮体。
磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。
电磁场与电磁波实验报告
实验一 静电场仿真1．实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时,电场也就不随时间变化,这种电场称为静电场;点电荷q 在无限大真空中产生的电场强度E 的数学表达式为204qE r r πε= r 是单位向量 1-1真空中点电荷产生的电位为04qr ϕπε= 1-2其中,电场强度是矢量,电位是标量,所以,无数点电荷产生的电场强度和电位是不一样的,电场强度为1221014ni n i i i q E E E E r r πε==+++=∑ i r 是单位向量1-3 电位为121014ni n i i q r ϕϕϕϕπε==+++=∑ 1-4 本章模拟的就是基本的电位图形;4．实验内容及步骤1 点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷-q,求其电场分布图;程序1:负点电荷电场示意图clearx,y=meshgrid-10:1.2:10;E0=8.85e-12;q=1.610^-19;r=;r=sqrtx.^2+y.^2+1.010^-10m=4piE0r;m1=4piE0r.^2;E=-q./m1.r;surfcx,y,E;负点电荷电势示意图clearx,y=meshgrid-10:1.2:10; E0=8.85e-12;q=1.610^-19;r=;r=sqrtx.^2+y.^2+1.010^-10m=4piE0r;m1=4piE0r.^2;z=-q./m1surfcx,y,z;xlabel'x','fontsize',16ylabel'y','fontsize',16title'负点电荷电势示意图','fontsize',10程序2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x; X,Y=meshgridx,y;R1=sqrtX+1.^2+Y.^2+1.010^-10;R2=sqrtX-1.^2+Y.^2+1.010^-10;Z=qk1./R2-1./R1;ex,ey=gradient-Z;ae=sqrtex.^2+ey.^2;ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspaceminminZ,maxmaxZ,40; contourX,Y,Z,cv,'k-';hold onquiverX,Y,ex,ey,0.7;clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x; X,Y=meshgridx,y;R1=sqrtX+1.^2+Y.^2+1.010^-10;R2=sqrtX-1.^2+Y.^2+1.010^-10;U=qk1./R2-1./R1;ex,ey=gradient-U;ae=sqrtex.^2+ey.^2;ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspaceminminU,maxmaxU,40; surfcx,y,U;实验二恒定电场的仿真1．实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理电场的大小和方向均不随时间变化的场称为恒定电场,如直流导线,虽说电荷在导线内运动,但电场不随时间变化而变化,所以,直流导线形成的电场是恒定电场;对于恒定电场,我们可以假设其为静电场,假设有静止不动的分布在空间中的电量q产生了这一电场;通过一些边界条件等确定自己所需要的变量,然后用静电场的方法来求解问题;4．实验内容及步骤1高压直流电线表面的电场分布仿真题目：假设两条高压导线分别是正负电流,线间距2m,线直径0.04m,电流300A,两条线电压正负110kV,求表面电场分布;程序clearx,y=meshgrid -2:0.1:2; r1=sqrtx+1.^2+y.^2+0.14; r2=sqrtx -1.^2+y.^2+0.14; k=100/log1/0.02; E=k1./r1-1./r2; surfcx,y,E;xlabel'x','fontsize',16 ylabel'y','fontsize',16 title'E','fontsize',10 RR D=2m X Y P 图2-1高压直流电线示意图 R2 R1clearx,y=meshgrid-2:0.1:2;r1=sqrtx+1.^2+y.^2+0.14; r2=sqrtx-1.^2+y.^2+0.14; k=100/log1/0.02;m=log10r2./r1;U=km;surfcx,y,U;xlabel'x','fontsize',16 ylabel'y','fontsize',16title'U','fontsize',10实验三 恒定磁场的仿真1．实验目的建立恒定磁场中磁场空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理磁场的大小和方向均不随时间变化的场,称为恒定磁场; 线电流i 产生的磁场为：024IdldB r μπ=说明了电流和磁场之间的关系,运动的电荷能够产生磁场;4．实验内容及步骤圆环电流周围引起的磁场分布仿真题目：一个半径为0.35的电流大小为1A 的圆环,求它的磁场分布;分析：求载流圆环周围的磁场分布,可以用毕奥—萨伐尔定律给出的数值积分公式进行计算：图3-1载流圆环示意图程序 clear x=-10:0.5:10; u0=4pi10^-7; R=0.35;I=1;B=u0IR.^2./2./R.^2+x.^2.^3/2; plotx,B;RrpxdB实验四电磁波的反射与折射1．实验目的1熟悉相关实验仪器的特性和使用方法2掌握电磁波在良好导体表面的反射规律2．实验仪器DH1211型3厘米信号源1台、可变衰减器、频率调节器、电流指示器、喇叭天线、金属导体板1块、支座一台;3．基本原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物,必定要发生反射;当电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板上时将发生全反射;电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板时,分为垂直入射和以一定角度入射称为斜入射;如图4-1所示;入射线与分界面法线的夹角为入射角,反射线与分界面法线的夹角为反射角;垂直入射斜入射入射角0°、反射角0°入射角45°、反射角45°图4-1用一块金属板作为障碍物,测量当电波以某一入射角投射到此金属板上的反射角,验证电磁波的反射规律：1电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板上时将发生全反射; 2入射角等于反射角;4．实验内容及步骤1熟悉仪器的特性和使用方法 2连接仪器,调整系统3测量入射角和反射角反射全属板放到支座上时,应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致;而把带支座的金属反射板放到小平台上时,应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应900刻度的一对刻线一致;这时小平台上的00刻度就与金属板的法线方向一致;转动小平台,使固定臂指针指在某一角度处,这一角度的读数就是入射角,然后转动活动臂在表头上找到一个最大指示,此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角;支座 喇叭天线金属导体铝板频率调节器DH1121B 3厘米信号源可变衰减器电流指示器检波器活动臂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电磁场与电磁波实验报告实验一电磁场参量的测量实验目的1、在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。
2、熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波的相位常数和波速实验原理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。
本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长的值，再由2，f得到电磁波的主要参量：和等。
本实验采取了如下的实验装置设入射波为E i E）e j，当入射波以入射角!向介质板斜投射时，则在分界面上产生反射波E r和折射波E t。
设介质板的反射系数为R,由空气进入介质板的折射系数为T o，由介质板进入空气的折射系数为T c，另外，可动板P r2和固定板P r1都是金属板，其电场反射系数都为-1。
在一次近似的条件下,接收喇叭处的相干波分别为E M RT o T c E oi e j 1，RT o T c E^e j 2这里 1 2L ri L r3 L ri ；2 2L「2 L“2L M 2 L L r3 L2；其中L L2 L i|。
又因为为定值，L2则随可动板位移而变化。
当P r2移动L值，使P r3有零指示输出时，必有E M与E r2反相。
故可采用改变P r2的位置，使尺3输出最大或零指示重复出现。
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。
在P r3处的相干波合成为E r E M E「2 e j 1 e j2j 1 2 /或写成E r2RT0T c E0i cos 2 e 2（1-2）式中 1 2 2 L为了测量准确，一般采用P3零指示法，即cos 20或（2n 1），n=0,1,2……这里n表示相干波合成驻波场的波节点（E r 0 ）数。
同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。
故把n=0时E r 0驻波节点为参考节点的位置L。
2又因 2 — L （1-3）2故2n 1 2 — L或 4 L （2 n 1）（1-4）由（1-4）式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的值。
当n=0的节点处L。
作为第一个波节点，对其他N值则有：n=1, 4 L 4L1 L0 2 ,对应第二个波节点，或第一个半波长数。
n=1，4 L 4 L2 L! 2 ,对应第三个波节点，或第二个半波长数。
n=n , 4 L 4 L n L n i 2 ,对应第n+1个波节点，或第n个半波长数。
把以上各式相加，取波长的平均值得2 L n L。
n代入得到电磁波的参量，，等值。
三、实验步骤(1)整体机械调整：调整发射喇叭P ro，接收喇叭P r3，使其处于同种极化状态。
(2)安装反射板，半透射板：注意反射板用与p r2轴向成90度角，半透射板轴向与Pn轴向成45度角，并注意反射板P ri与F>2的法向分别与P r3,P r0轴向重合。
(3)将所有调整到位部分用螺钉锁紧，调整发射端的衰减器以控制信号电平，使P r3表头指示为80。
(4)旋转游标使可移动反射板P r2的起始位置在最右侧(或最左侧)，用旋转手柄移动P r2使所有节点位置处，P r3表头指示都为0.此时说明整个系统调整到位。
(5)测量：用旋转手柄使反射板移动，从表头上测出n+1个零点，同时从读数机构上得到所有节点位置L。
到L n，并记录。
(6)连续测量3次，用公式(1-5)计算波长，并将3次波长求平均值，取3或4即可。
(7)用所测波长计算，值。
(1-5)四、实验数据五、实验结果整理，误差分析43.039 58.692 11.342 26.458 15.983(mm) 2 431.966mm ；f 9.3787GHZc理论上31.987(mm)误差=31.987 31.966 100% 0.0657%31.987误差分析：原因可能有：⑴ 系统误差。
由某些固定不变的因素引起的。
在相同条件下进行多次测量，其误差数值的大小和正负保持恒定，或误差随条件改变按一定规律变化。
⑵ 随机误差由某些不易控制的因素造成的。
在相同条件下作多次测量，其误差数值和符号是不确定的，即时大时小，时正时负，无固定大小和偏向。
随机误差服从统计规律，其误差与测量次数有关。
随着测量次数的增加，平均值的随机误差可以减小，但不会消除。
例如：微安表读数存在一定的误差；装置摆放多靠目测，难以保证垂直、对准、水平等条件严格满足，如两个喇叭口不水平；⑶ 粗大误差与实际明显不符的误差，主要是由于实验人员粗心大意，如读数错误，记录错误或操作失败所致。
这类误差往往与正常值相差很大，应在整理数据时依据常用的准则加以剔除。
减小误差：（1）选定合适的实验仪器。
工欲善其事，必先利其器，需要仔细考虑。
（2）严格按照实验步骤、方法操作。
（3）熟练掌握各种测量器具的使用方法，准确读数。
（4）创新，直接改进测量方法六、思考题用相干波测电磁波波长时，如图若介质板放置位置转90 度，将出现什么现象？这时能否测准答：原测量方法时？为什么？Er1= -Rn TnO Tn Eie-i 1 Er2= -Rn TnO TnEie-i 2转后Er1= -Rn Eie-- 1 Er2= -Rn TnO TnEie--i2这将使得由TnO Tn所产生的幅度相位变化也计入两相的和中，因此很可能无法产生明显的驻波分布。
因此不能准确测量入值七、心得体会本实验初步研究学习了电磁波基本参量的测量方法，从直观上得到了电磁波作为一种非机械波但仍具备波的基本特性的结论。
本次实验进行得较为顺利，期间得到的结果也比较理想。
我和我的搭档在进行第一次实验就得到了理想的结果，误差在十分微小，这主要是我们开始调节装置时就非常到位，就像老师在课上所说的“欲速则不达”的道理。
这次实验是第一次做电磁场与电磁波实验，在熟悉了电磁波参量的测量手段和仪器的使用方法的基础上，从很多方面学习和加深了对理论知识的理解。
实验二均匀无耗媒质参量的测量实验目的（1）应用相干波节点位移法，来研究均匀无损耗媒质参量r的测试。
（2）了解均匀无损耗媒质中电磁波参量，，与自由空间内电磁波参量0, o,c的差别。
（3）熟悉均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性。
实验原理媒质参量一般应包括介电常数和磁导率两个量。
它们由媒质方程D E和B H来表征。
要确定，，总是要和E, H联系在一起，对于损耗媒质来说，和为复数，而且与频率有关。
本实验仅对均匀无损耗电介质的介电常数进行讨论（r 1 ），最终以测定相对介电常数r /。
来了解媒质的特性和参量。
用相干波原理和测驻波节点的方法可以确定自由空间内电磁波参量0, o,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图所示在P r2前，根据对r板放置前后引起驻波节点位置变化的方法，测得相对变化值，进而测得媒质r的值。
首先固定P ri，移动P2使P r3出现零指示，此时P r2的位置在L3处，由于r板的引入使得巳指示不再为零。
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 r2 E or2e j Z由于F>2处存在厚为的r媒质板（非磁性材料的媒质r 1 ）使P r3处的曰，巴2之间具有相位差（因「板为无损耗，可认为E rl与E r2幅度近似相等）。
这里相当于板不存在时，相应距离所引起的相位滞后，因此得到时媒质板内总的相位滞后值为' 0 2 . 1 (2-1) 为了再次使实现相干波零指示接收，必须把连同板向前推进，造成一个相位 增量，其值是 (2-2) 从而补偿了板的相位滞后，使整理上述式子得 2 r 1 — ( 2-3)(2-4)(2-5)(2-6)根据测得的值，还可以确定该媒质与空气分界面上的反射系数和折射系数 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 R，R o(2-7) (2-8)当平面电磁波由媒质向自由空间垂直投射时， 相应的反射系数和折射系数为 (2-9)0 0r 1 r1R o(2-10)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、实验步骤(1)整体机械调整，并测出r板的平均厚度(2)根据图安装反射板、透射板，固定Pn移动P r2、使P r3表头指示为零, 记下P r3处L的位置。
(3)将具有厚度为待测r介质板放在P2，必须紧贴r，同时注意在放进板r之后，P2仍处于波节点L的位置。
此时指示P r3不再为零。
(4)将P r2和r共同移动，使P r2由L移到L'处时巳再次零指示，得到L L L'。
(5)计算r、、，V、R、T 的值。
四、实验数据五、数据处理、误差分析)由上次试验, 02（2）误差分析：实验存在一定的误差，原因分析：1.实验中实验台一起摆放可能达不到严格的标准要求；2.游标卡尺读数存在误差；3.仪器精度没有达到要求；介质的相对介电常数的测量误差：1.介质板的厚度不均，导致测出了d有误差。
造成实验的误差。
2.电表的灵敏度造成实验误差。
3.两个喇叭口不水平4.读数时存在读数误差六、思考题本实验内容用卩r=1,测试均匀无损耗媒质值。
可否测卩r工1的磁介质？试说明原因。
答：本实验的方法不可以。
因为本实验的所有推导公式均假设卩r= 1,才能满足非磁性介质材料，，因此不可。
若卩「工1,会影响电磁场的原有分布，则需要确定卩r=y /卩0,方法更为复杂，无法测得正确的结果七、心得体会本次实验我学习研究了测量均匀无损耗媒质参量的基本方法，更进一步巩固了理论课学习的知识。
并且学到了利用间接法测量均匀无损耗媒质参量的方法，加深了对此的认识和理解，熟悉了均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性。
由于这次实验是建立在前一次的基础上，而第一次实验误差比较小，为这次实验打下了很好的基础，熟悉了游标卡尺的使用，总体来说依然比较简单，唯一需要注意的地方就是测量厚度的时候，把介质板夹在装置上的时候, 要注意四周夹紧，不要出现缝隙，否则会出现较大的误差。
实验三电磁波反射、折射的研究实验目的(1)研究电磁波在良好导体表面的反射。
(2)研究电磁波在良好介质表面的反射和折射。
(3)研究电磁波发生全反射和全折射的条件。
实验原理1、电磁波斜入射到两种不同媒质分界面上的反射和折射均匀平面波斜入射到两种不同媒质的分界面上发生反射和折射，以平行极化波为例：⑴ 反射定律：匸=匕.(3-1)⑵折射定律:曲Z厂亠卞心③(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! -1' j ■ ■ J r.t ■ 一分别为:(3-3)(3-4)平行极化波斜入射时发生全反射，即、=0 ,由上式应有(3-5) 可以解出全折射时(3-6)二称为布儒斯特角，它表示在TH— | -■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，如下图所示：当—♦时，入射波在第一个界面上发生全折射，折射波入射在第二个界面上，仍然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。