微波偏振实验报告
偏振实验实验报告

1. 了解光的偏振现象及其规律;2. 掌握起偏器、检偏器等光学元件的作用;3. 熟悉光的偏振实验原理和方法;4. 验证马吕斯定律。
二、实验原理1. 光的偏振现象:光波是一种电磁波,其电场矢量在垂直于传播方向的平面内可以有不同的振动方向。
当光波在某一特定方向上振动时,这种光称为线偏振光;当光波在某一平面内旋转时,这种光称为圆偏振光;当光波在某一平面内振动,且其振动方向不断变化时,这种光称为椭圆偏振光。
2. 起偏器:起偏器是一种利用二向色性或双折射现象将自然光转换为线偏振光的装置。
当自然光通过起偏器时,其电场矢量只在起偏器的透光方向上振动,从而得到线偏振光。
3. 检偏器:检偏器用于检测光波的偏振状态。
当线偏振光通过检偏器时,其电场矢量与检偏器的透光方向垂直时,光强最小;当两者平行时,光强最大。
根据光强的变化,可以判断光波的偏振状态。
4. 马吕斯定律:当线偏振光通过一个与偏振方向成θ角的检偏器时,透射光的光强I与入射光的光强I0之间的关系为:I = I0cos^2θ。
三、实验仪器1. 光具座;2. 自然光源;3. 起偏器;4. 检偏器;5. 波片;6. 光功率计;7. 精密刻度尺。
1. 将起偏器固定在光具座上,调整其透光方向;2. 将自然光源发出的光照射到起偏器上,使其变为线偏振光;3. 将检偏器固定在光具座上,调整其透光方向;4. 改变检偏器的透光方向,观察光功率计的示数变化;5. 记录不同角度下光功率计的示数,计算光强变化;6. 根据马吕斯定律,验证实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据:角度(θ)光功率计示数(I)0° I045° 0.707I090° 0135° 0.707I0180° I02. 分析:根据实验数据,我们可以看出,当检偏器的透光方向与起偏器的透光方向平行时,光功率计的示数最大;当两者垂直时,光功率计的示数最小。
这与马吕斯定律相符。
大学物理实验微波综合特性研究实验报告

篇一:大学物理实验微波光学特性及布拉格衍射微波光学特性及布拉格衍射摘要:微波是一种特定波段的电磁波,其波长范围为1mm~1m。
它存在反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
但因为它的波长、频率和能量具有特殊的量值,所以它所表现出的这些性质也具有特殊性。
用微波来仿真晶格衍射,发生明显衍射效应的晶格可以放大到宏观尺度(厘米量级)。
所以,本实验用一束3cm的微波代替x射线,观察微波照射到人工制作的晶体模型时的衍射现象,用来模拟发生在真实晶体上的布拉格衍射,并验证著名的布拉格公式。
该实验还利用了微波分光仪完成了微波的单缝衍射和微波迈克尔逊干涉实验。
该报告主要介绍了上述实验的原理,并进行了数据处理和误差分析,在最后还提出了一种实验仪器的改进方案。
关键字:微波光学特性布拉格衍射实验目的:1. 了解微波原理及微波分光的使用方法;2. 认识微波的光学性质,及基本测量方法。
实验仪器:体效应管微波发生器、微波分光计及其附件、微波发射天线、微波接收天线、检波器、微安表等。
实验原理微波波长从1m到0.1mm,其频率范围从300mhz~3000ghz,是无线电波中波长最短的电磁波。
微波波长介于一般无线电波与光波之间,因此微波有似光性,它不仅具有无线电波的性质,还具有光波的性质,即具有光的直射传播、反射、折射、衍射、干涉等现象。
由于微波的波长比光波的波长在量级上大10000倍左右,因此用微波进行波动实验将比光学方法更简便和直观。
微波是一种电磁波,它和其他电磁波如光波、x射线一样,在均匀介质中沿直线传播,都具有反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象。
1、微波的反射实验微波的波长较一般电磁波短,相对于电磁波更具方向性,因此在传播过程中遇到障碍物,就会发生反射。
如当微波在传播过程中,碰到一金属板,则会发生反射,且同样遵循和光线一样的反射定律:即反射线在入射线与法线所决定的平面内,反射角等于入射角。
2、微波的单缝衍射实验当一平面微波入射到一宽度和微波波长可比拟的一狭缝时,在缝后就要发生如光波一般的衍射现象。
光偏振实验的实验报告

一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对偏振光的理解。
2. 掌握偏振片和波片的工作原理。
3. 验证马吕斯定律,了解偏振光在不同角度下的光强变化。
4. 学习使用偏振光相关仪器,如偏振片、波片和分光计等。
二、实验原理光是一种电磁波,具有横波性质。
在光的传播过程中,光矢量的振动方向可以发生改变,形成偏振光。
偏振光是指光矢量的振动方向在某一特定平面内振动的光。
本实验中,我们使用偏振片和波片来观察和验证偏振光的相关现象。
偏振片可以使自然光变为线偏振光,而波片可以改变光的偏振态。
根据马吕斯定律,当线偏振光通过偏振片或波片时,其光强与偏振片或波片的透振方向与入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角有关。
三、实验仪器与用具1. 偏振片2. 波片3. 分光计4. 激光器5. 光屏6. 透明玻璃板7. 导线8. 电线夹四、实验步骤1. 将激光器发出的光通过偏振片,使光成为线偏振光。
2. 将线偏振光照射到透明玻璃板上,观察光屏上的光斑。
3. 将透明玻璃板旋转,观察光屏上的光斑变化,验证光的偏振现象。
4. 在光屏上放置一个波片,调整波片的透振方向,观察光屏上的光斑变化。
5. 使用分光计测量偏振片和波片的透振方向,记录数据。
6. 根据马吕斯定律,计算不同角度下的光强,并与实验结果进行比较。
五、实验结果与分析1. 当透明玻璃板旋转时,光屏上的光斑会发生明暗交替变化,验证了光的偏振现象。
2. 当波片的透振方向与偏振片的透振方向平行时,光屏上的光斑最亮;当两者垂直时,光屏上的光斑最暗。
这符合马吕斯定律。
3. 通过分光计测量偏振片和波片的透振方向,计算不同角度下的光强,并与理论值进行比较,结果基本吻合。
六、实验结论1. 光具有偏振现象,偏振光的光矢量振动方向在某一特定平面内振动。
2. 偏振片和波片可以改变光的偏振态。
3. 马吕斯定律适用于偏振光的传播和检测。
七、实验讨论1. 本实验中,我们使用了激光器作为光源,激光器发出的光具有高度的单色性和相干性,有利于观察光的偏振现象。
偏振实验报告

一、实验目的1. 观察光的偏振现象,加深对光偏振规律的认识。
2. 了解产生和检验偏振光的光学元件及其工作原理。
3. 掌握光路准直的调节方法,以及极坐标作图方法。
4. 掌握不同振态(自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光)的鉴别方法及其相互转化。
二、实验原理光是一种电磁波,其振动方向垂直于传播方向。
当光在传播过程中,若光矢量保持在固定平面上振动,则称为平面偏振光;若光矢量绕传播方向旋转,则称为圆偏振光;若光矢量端点旋转的轨迹为椭圆,则称为椭圆偏振光。
偏振片是利用光学各向异性介质产生偏振光的元件。
当自然光通过偏振片时,其振动方向被限制在偏振片的偏振化方向上,从而成为线偏振光。
马吕斯定律指出:当线偏振光通过检偏器时,透射光的强度与入射线偏振光的光矢量振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角有关。
具体地,透射光的强度可表示为I = I0 cos^2(θ),其中 I0 为入射线偏振光的强度,θ 为入射线偏振光的光矢量振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角。
三、实验仪器与材料1. 光具座2. 半导体激光器3. 偏振片4. 1/4波片5. 激光功率计6. 白屏7. 量角器四、实验步骤1. 将半导体激光器固定在光具座上,调节激光束使其垂直于光具座。
2. 将偏振片放置在激光束的路径上,调节偏振片的角度,观察白屏上的光强变化。
记录光强最大值和最小值及其对应的角度,计算半导体激光的偏振度。
3. 将1/4波片放置在偏振片和检偏器之间,观察白屏上的光强变化。
记录光强最大值和最小值及其对应的角度,验证马吕斯定律。
4. 将两个偏振片放置在激光束的路径上,其中一个作为起偏器,另一个作为检偏器。
调节两个偏振片的角度,观察白屏上的光强变化。
记录光强最大值和最小值及其对应的角度,分析不同振态的鉴别方法。
5. 将1/4波片放置在偏振片和检偏器之间,调节1/4波片的光轴方向与起偏器的偏振方向的夹角,观察白屏上的光强变化。
记录光强最大值和最小值及其对应的角度,分析椭圆偏振光和圆偏振光的产生与检测。
微波偏振

微波偏振
一、实验目的:
观察偏振现象,了解微波经喇叭极化后的偏振特性
二、实验仪器:
微波信号源,发射器组件,接收器组件,钢直尺(1号、2号),中心平台,中心支架,偏振板。
三、实验原理:
本信号源输出的电磁波经喇叭后电场矢量方向是与喇叭的宽边垂直的,相应磁场矢量是与喇叭的宽边平行的,垂直极化。
而接收器由于其物理特性,它也只能收到与接收喇叭口宽边相垂直的电场矢量,(对平行的电场矢量有很强的抑制,认为它接收为零)。
所以当两喇叭的朝向(宽边)相差θ度时,它只能接收一部份信号A=A0cosθ(A0为两喇叭一致时收到的电流表读数)。
在本实验中将研究偏振现象,找出偏振板是如何改变微波偏振的规律。
四、实验步骤:
1、如图布置实验仪器。
接通信号源,调节衰减器使电流表的显示电流值满刻度。
2、松开接收器上的喇叭止动旋扭,以10度增量旋转接收器,记录下每个位置电流表上的读数于表3中。
3、两喇叭之间放置偏振板,偏振板的偏振方向与水平方向分别为0
,45°,90°时,重复步骤2。
4、分析比较各组数据。
表3 偏振
偏振
板角度 接收器转角 未加
偏 振板 0° 45° 90° 0° 10°
20°30°40°50°60°70°80°90°。
电磁波综合实验报告

电磁波综合实验报告实验目的:1.测量电磁波的传播速度和波长2.观察电磁波的偏振现象3.验证平面波的叠加原理实验器材:1.微波发生器2.微波接收器3.半波片4.四分之一波片5.直线极偏振器6.旋转极偏振器7.平面金属反射板8.小孔屏9.带刻度尺的直尺实验原理:1.传播速度和波长的测量根据公式 v = λf,可以通过测量微波发生器频率和波长计算出微波的传播速度。
我们将微波信号发射到一堵墙上,从墙面反射回来后通过直线偏振器,最后被微波接收器接收到。
在测量信号来回多次反射后的距离和对应的时间,并取平均值后,根据公式 v = 2d/t 计算出传播速度和波长。
2.偏振现象的观察我们选择两种不同的微波偏振器,直线极偏振器和旋转极偏振器,观察它们在不同的角度下对微波的偏振状态的改变。
同时,我们使用半波片和四分之一波片来观察它们对微波的偏振状态的改变。
3.平面波的叠加原理的验证我们在一个金属反射板上制作了两个小孔,并在两个小孔之间测量了微波信号的强度和相位差。
然后我们将两个小孔遮挡住一个后观察测量结果和理论计算。
实验步骤:1.测量微波传播速度和波长a.设置发生器频率为10GHz,并将微波信号通过直线偏振器。
b.将微波接收器放置在发射器前面,确保两者之间的距离为100cm。
c.测量出从发射到接收所需的时间,并对多次反射的数据求平均。
d.根据公式计算出微波的传播速度和波长。
2.观察偏振现象a.将微波信号通过旋转极偏振器并记录下其角度。
b.将微波信号通过四分之一波片并记录下其角度。
c.将微波信号通过半波片并记录下其角度。
d.将微波信号通过直线极偏振器并记录下其角度。
3.验证平面波的叠加原理a.将微波信号通过带刻度尺的直尺。
b.在金属反射板上制作两个小孔,分别挨着直尺两端,并以同样的角度朝向直尺中心。
c.将微波信号通过两个小孔后,测量其强度和相位差。
d.遮挡一个孔并记录微波信号的强度和相位差。
e.根据以上数据进行理论计算。
微波实验报告实验总结

微波实验报告实验总结本文旨在总结近期进行的一系列微波实验报告,以汇总该实验的主要内容和结果。
实验的目的是研究微波的特性,以及它们如何与其他物理原理交互。
在实验过程中,首先在实验室中组装了一个用于收发微波信号的微波发射机,并用它来发射不同频率的信号,以评估它们在不同情况下的行为。
在发射不同频率的信号时,我们测量了实验室室内的电磁场强度,以及它们之间的相互作用。
经过数据处理和分析,我们得出了几种实验结果:首先,当微波发射机向实验室传播高频信号时,室内的电磁场强度会发生显著的改变。
当发射的信号频率发生改变时,室内的电磁场强度也随之改变,表明微波信号可以按照一定的频率变化,而不会受到其他外部因素的影响。
其次,在不同的频率组合下,实验结果显示室内的电磁场强度会发生叠加效应。
也就是说,当同时传播两种不同频率的信号时,室内的电磁场强度会比传播单一信号时大得多。
最后,实验还指出微波信号受到空气层的影响很小。
即使在实验室空气层中添加了湿气,电磁场强度也不会受到影响。
总的来说,本次实验得出的结论是:1)微波发射机可以按指定的频率发射信号;2)不同频率的信号可以叠加;以及3)空气层对微波信号的影响很小。
经过本次实验,我们学习到了微波信号的一些基本性质和特点,以及它们与其他物理原理之间的关系。
本次实验将为今后的研究奠定基础,为掌握更多关于微波的知识奠定基础。
经过本次微波实验报告的实施,对室内电磁场的性质有了更深入的了解,并取得了显著的成果。
本次实验体现了实验室团队的良好团队精神,以及探究科学真理的渴望。
该实验的结论及其结果,也许会为今后研究微波信号的科学家提供参考和帮助。
期待将来可以发现更多有趣的结论,为我们对微波信号性质的理解带来新的突破。
微波偏振实验报告

微波偏振实验报告微波偏振实验报告篇一:电磁场与微波实验六报告——偏振实验偏振实验1. 实验原理平面电磁波是横波,它的电场强度矢量E和波长的传播方向垂直。
如果E在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化,这样的横电磁波称为线极化波,在光学中也称偏振波。
电磁场沿某一方向的能量有sin2φ的关系,这就是光学中的马吕斯定律: I=I0cs2φ,式中I0为初始偏振光的强度,I为偏振光的强度,φ是I与I0之间的夹角。
2. 实验步骤系统构建图由于喇叭天线传输的是由矩形波导发出的TE10波,电场的方向为与喇叭口天线相垂直的系列直线,中间最强。
D H926B型微波分光仪的两喇叭天线口面互相平行,并与地面垂直,其轴与偏振实验线在一条直线上。
由于接收喇叭口天线是和一段旋转短波导连在一起的,在旋转波导的轴承环的90度范围内,每隔5度有一刻度,所以接收喇叭天线的转角可从此处读到。
在主菜单页面点击“偏振实验”,单击“K” 进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道3作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。
采集点数可根据提示选取。
顺时针或逆时针(但只能沿一个方向)匀速转动微波分光仪的接收喇叭,就可以得到转角与接收指示的一组数据。
终止采集过程后,按下“计算结果”按钮,系统软件将本实验根据实际采集过程处理得到的理论和实际参数。
注意事项:①为避免小平台的影响,最好将其取下。
②实验用到了接收喇叭天线上的光栅通道(光传感头),应将该通道与数据采集仪通道3用电缆线连接。
③转动接收喇叭天线时应注意不能使活动臂转动。
④由于轴承环处的螺丝是松的,读取电压值时应注意,接收喇叭天线可能会不自觉偏离原来角度。
最好每隔一定读数读取电压值时,将螺丝重新拧紧。
⑤接收喇叭天线后的圆盘有缺口,实验过程中应注意别将该缺口转动经过光栅通道,否则在该处软件将读取不到数据。
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篇一:电磁场与微波实验六报告——偏振实验偏振实验1. 实验原理平面电磁波是横波,它的电场强度矢量e和波长的传播方向垂直。
如果e在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化,这样的横电磁波称为线极化波,在光学中也称偏振波。
电磁场沿某一方向的能量有sin2 φ的关系,这就是光学中的马吕斯定律:i=i0cos2 φ,式中i0为初始偏振光的强度,i为偏振光的强度,φ是i与i0之间的夹角。
2. 实验步骤系统构建图由于喇叭天线传输的是由矩形波导发出的te10波,电场的方向为与喇叭口天线相垂直的系列直线,中间最强。
dh926b型微波分光仪的两喇叭天线口面互相平行,并与地面垂直,其轴与偏振实验线在一条直线上。
由于接收喇叭口天线是和一段旋转短波导连在一起的,在旋转波导的轴承环的90度范围内,每隔5度有一刻度,所以接收喇叭天线的转角可从此处读到。
在主菜单页面点击“偏振实验”,单击“ok”进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道3作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。
采集点数可根据提示选取。
顺时针或逆时针(但只能沿一个方向)匀速转动微波分光仪的接收喇叭,就可以得到转角与接收指示的一组数据。
终止采集过程后,按下“计算结果”按钮,系统软件将本实验根据实际采集过程处理得到的理论和实际参数。
注意事项:①为避免小平台的影响,最好将其取下。
②实验用到了接收喇叭天线上的光栅通道(光传感头),应将该通道与数据采集仪通道3用电缆线连接。
③转动接收喇叭天线时应注意不能使活动臂转动。
④由于轴承环处的螺丝是松的,读取电压值时应注意,接收喇叭天线可能会不自觉偏离原来角度。
最好每隔一定读数读取电压值时,将螺丝重新拧紧。
⑤接收喇叭天线后的圆盘有缺口,实验过程中应注意别将该缺口转动经过光栅通道,否则在该处软件将读取不到数据。
3. 实验结果从?90°到90°匀速转动微波分光仪的接收喇叭,采集到数据曲线如下:可以看出,几乎就是三角函数的形式,在0°的时候微波强度达到最大,在两侧减为0,现取45°时的光强为1.5,是最大光强的,按理论计算应当是cos2 45°=,误差仍然7231还是存在。
4. 结果分析与讨论电磁波偏振特性的应用,简述其应用背景:偏振可以用于照相机的镜头滤光,在一些环境下去除反射光部分,从而使得图像更为清晰,此外还用于形成3d 效果,制成3d眼镜,左右眼两片镜片的偏振方向相互垂直,形成立体效果。
与理论曲线进行比较分析:理论曲线满足i=i0cos2 φ关系式,其导数为dφ=?i0sin2φ,故随着角度从?90°变到90°,微波强度应当变化的速率是先由慢变快、变慢再变快、最后又变慢的过程,实际曲线这点上还是拟合的,只是两侧接近?90°和90°的数据有些偏小了点儿,可能是实际中因为环境因素在两偏振角度比较大时衰减地更厉害了。
di篇二:实验5 微波光学综合实验报告实验5 微波光学综合实验数据处理1、反射实验数据处理:实验结论:把误差考虑在内,可以认为:反射角等于入射角。
3.微波干涉数据处理: a=35mm; b=58mm由公式求得的理论值:第一级加强点?=21.0°第一级减弱点不在所测得范围内。
由实验数据求得的值:第一级加强点?值在20°~22°之间,与理论值近似相等4、微波的偏振数据处理:实验结论:把误差考虑在内,可以认为得到的实验数据基本和理论值相等。
5、微波的迈克尔逊干涉实验数据:读数为极小值时的刻度(mm):4.170;19.762;35.170;53.736;69.337读数为极大值时的刻度(mm):11.596;27.929;42.821;61.353数据处理:由读数极小值测得的波长:?=(69.337-4.170)?2/4=32.58nm由读数极大值测得的波长:?=(61.353-11.596)?2/3=33.17nm求均值:?=32.88nm 理论值; ?=33.3nm?理??实?理相对误差:???100%=1.26%6、微波的布拉格衍射数据处理:根据实验数据测得的衍射角曲线:如图下图为理论测得的衍射角曲线:如图实验结果:经对比可知:实验所测得的衍射角曲线和理论测得的衍射角曲线可以近似看作相等(把误差考虑在内),实验测得100面第一级加强点的衍射角为θ=68.1°第二级加强点的衍射角为θ=37.8°测得110面第一级加强点的衍射角为θ=56.4°篇三:微波光学实验报告处理要求参考微波光学实验报告处理要求参考(以下一共是12个实验项目的处理参考要求,具体对于个人请结合自己所做的实验项目进行处理分析,如果实验报告纸张不够,请自行加页,希望实验报告在本月底之前交由学习委员统一上交)实验一系统初步实验从测量的数据来看,电磁波辐射的信号随传播距离、空间方位如何变化?实验二反射根据测量结果,计算填写实验时的表格,另外总结这个实验结果验证了什么规律?实验三驻波—测量波长根据测量结果,计算填写实验时的表格,其中波长的实际值计算可根据该实验所用微波频率为10.545ghz,波速为真空中光速来计算。
实验四棱镜的折射根据测量的入射角和折射角数据,计算出所使用材料的聚乙烯板的折射率。
实验五偏振根据实验测量数据,看能否发现接收器接收信号强度与偏振板角度和接收器转角之间的关系,找出偏振板改变微波偏振的规律。
(能配用作图法分析最好)实验六双缝干涉处理要求1、根据计算出微波波长,其中d为两狭缝之间的距离,为探测角,为入射波的波长,n为接收器转过角度时检流计出现的极大值次数(整数)。
处理要求2、根据测量数据表格绘制电流随转角变化的曲线图,结合图分析实验结果。
实验七劳埃德镜根据测量数据,计算出微波波长。
实验八法布里—贝罗干涉仪根据测量数据,计算出微波波长。
实验九迈克尔逊干涉仪根据测量数据,计算出微波波长。
实验十纤维光学根据实验测量数据,分析微波在纤维中传播特性。
实验十一布儒斯特角从测量的过程来看,说明微波的偏振特性。
实验十二布喇格衍射作接收信号强度对掠射角的函数曲线。
计算晶面间距,并比较测出的晶面间距与实际测量间距之间的比较。
篇四:微波分光实验报告微波分光实验小组成员:陈瑶20121004159 肖望20121003780 薛帅 20121004279 蔡阳 20121004087微波光学实验一,实验原理 1. 反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。
2. 单缝衍射实验如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为φ=arcsin(3/2*λ/a),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。
3.双缝干涉平面微波垂直投射到双缝的铝板上时,由惠更斯原理可知会发生干涉现象。
当dsinθ=(k+1/2)λ(k=0,±1,±2……)时为干涉相消(强度为极小),当dsinθ=kλ(k=0,±1,±2……) 时为干涉相长(强度为极大)4.偏振设有一沿z轴传播的平面电磁波,若它的电池方向平行于x轴,则它的电场可用下面表达式的实部来表示:式中k0为波矢。
这是一种线偏振平面波。
这种波的电场矢量平行于x轴,至于指向正方向还是负方向取决于观察时刻的震荡电场。
在与电磁波传播方向z垂直的x-y平面内,某一方向电场为e=ecosα,α是e与偏振方向e0的夹角。
电磁场沿某一方向的能量与偏振方向的能量有cos2α的关系,这是光学中的马吕斯定律:i=i0cos2α5.迈克尔孙干涉实验在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向a传播,另一束向b传播.由于a,b两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。
6.微波布拉格衍射实验当x射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的x射线之间的光程差为cd+bd=2dsinθ,当满足2dsinθ=kλ,k=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为x射线波长.利用此公式,可在d已测时,测定晶面间距;也可在d已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d时,才会产生极大衍射。
二,实验仪器本实验采用成套的微波分光仪,其结构如图所示。
还有单缝板、双缝板、透射板块各一块,反射板两块,模拟晶体,两个支架等。
三,实验内容1. 反射实验2. 单缝衍射实验3.双缝干涉4.偏振5.迈克尔孙干涉实验6.微波布拉格衍射实验四,实验步骤将实验仪器放置在水平桌面上,调整底座四只脚使底盘保持水平。
调节保持发射喇叭、接收喇叭、接收臂、活动臂为直线对直状态,并且调节发射喇叭,接收喇叭的高度相同。
连接好x波段微波信号源、微波发生器间的专用导线,将微波发生器的功率调节旋钮逆时针调到底,即微波功率调至最小,通电并预热10分钟。
1.微波的反射实验将金属反射板安装在支座上,安装时板平面法线应与载物小平台0°位一致,并使固定臂指针、接收臂指针都指向90°,这意味着小平台零度方向即是金属反射板法线方向。
打开检波信号数字显示器的按钮开关。
接着顺时针转动小平台,使固定臂指针指在某一角度处,这角度读数就是入射角,然后顺时针转动活动臂在液晶显示器上找到一最大值,此时活动臂上的指针所指的小平台刻度就是反射角。
做此项实验,入射角最好取30°至65°之间,因为入射角太大接收喇叭有可能直接接收入射波,同时应注意系统的调整和周围环境的影响。
实验记录:2.微波的单缝衍射按需要调整单缝衍射板的缝宽。
将单缝衍射板安置在支座上时,应使衍射板平面与载物圆台上900指示针一致。
转动载物圆台使固定臂的指针在载物圆台的1800处,此时相当于微波从单缝衍射板法线方向入射。