微波光学实验报告处理要求参考
微波光学实验 实验报告
近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间：2009 年11 月23 日，第十三周，周一，第5-8 节实验者：班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜同组者：班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙实验地点：综合楼503实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压实验题目：微波光学实验实验仪器：（注明规格和型号）微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板实验目的：1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验.2.验证反射规律3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长4.测量并验证单缝衍射的规律5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数实验原理简述：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.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。
3.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。
4. 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=2dsin θ,当满足2dsin θ=K λ,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,才会产生极大衍射实验步骤简述： 1. 反射实验1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置.1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上,1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度.1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录.2. 迈克尔孙干涉实验2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜.2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置.2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值.3. 单缝衍射实验3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直,3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.由于本实验的单缝衍射版的最小值,衍射角度不能过大,同时考虑到第一级衍射极大值的强度比中央极大值的强度弱很多,隐刺将本实验分成两段,第一段从-30°~30°,第二段从30°~50°.3.3 画出两段的I-φ试验曲线图,根据微波波长和缝宽,算出第一级极小和一级极大的衍射角与曲线上求得的结果进行比较4.微波布拉格衍射实验4.1 用微波代替X射线验证布拉格公式,必须制作一个模拟晶体,使晶格常熟略大于微波波长.模拟晶体是由直径10mm的金属球做成的立方晶体模型,相邻球距为40mm,这些金属球就相当于晶体点阵中的粒子,实验时,将模拟晶体放在分度小平台上.4.2 首先令分度小平台指示在0°位置,这样晶体(100)面与发射臂平行,固定臂指针指示的是入射角;活动臂指针指示的是经晶体(100)面反射的微波的反射角.4.3 转动分度小平台,改变微波的掠射角,掠射角的测量范围15°~35°,45°~60°,保证散射角与掠射角相等,分度小平台每次转动1°,读取接收检波电流I值,再绘出I-θ曲线图.从实验曲线上求出极大值θ角大小,然后与理论公式计算出来的衍射角相比较(取K=1,d=40mm,λ=32.02mm),计算其偏离程度,并分析其原因原始数据、数据处理及误差计算：从上面的实验数据看出，微波的入射角θin和反射角θout在误差允许的范围内可认为是相等的，少数的偏差可能是由于微波易受外界干扰所致。
微波的布拉格衍射实验报告
班级__光电三班___________ 组别__第二组___________姓名___XXX__________ 学号_1110600095____________日期____10.30_________ 指导教师___刘丽峰_______【实验题目】微波的布拉格衍射【实验仪器】微波分析仪，固态微波振荡器电源。
【实验目的】1、了解微波的性质及其器件的使用方法。
2、了解布拉格公式的内容，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式。
【实验原理】1、晶体的布拉格衍射布拉格衍射需要满足一定的条件：1．不管入射角的大小如何，每一个由衍射中心有序排列构成的点阵平面，其作用犹如一个平面镜一样。
当入射角等于反射角时，反射波互相加强产生强度的最大。
在原子平面反射的情况下，角是入射或反射光束与平面的夹角，而不是像通常光学中那样，指光束与平面法线间的夹角。
2．当一束辐射照在一簇互相平行的平面上时，每一个平面将反射一部分能量，如图17.1所示，从O和Q反射的波发生相长干涉，光程差必须等于波长的整数倍，即， n=1,2,3,4… (17-1)光程NQT与MOS之差等于波长的整数倍。
公式（17-1）称为布拉格公式（或布拉格定律），它确定从晶格的互相平行的平面衍射波最强的方向。
与一般的单个平面镜反射的情况不同，对于一个已知的波长，只有一个特定的满足布拉格公式，能够形成衍射最大，而在其他角度由于相消干涉不出现衍射。
为了测量的方便，我们用通常在光学中习惯用的入射角（指入射光与法线的夹角，它是角的余角）代替（17-1）式中的，则布拉格公式可以写为， n=1,2,3,4… (17-2)这样在每一晶面族的特定方向上产生衍射极大，从实验中测得衍射极大的方向角，对于已知的波长，从布拉格公式可以求出晶面间距，经过进一步分析可以确定晶格常数；反之，若已知晶格常数，也可以由布拉格公式求出波长。
【实验内容】1．仪器调整：（1）打开固态信号源电源，先预热10分钟。
微波光学实验报告
微波光学实验报告实验名称：微波光学实验实验目的：1. 了解微波的基本原理和特性；2. 学习和熟悉微波信号的调制和解调技术；3. 掌握微波信号的传输和放大技术；4. 学习和理解微波天线的工作原理和性能。
实验器材：1. 微波信号发生器；2. 微波放大器；3. 微波混频器；4. 微波频率计；5. 微波传输线；6. 微波天线。
实验原理：微波是指频率范围在300MHz至300GHz之间的电磁波。
与可见光相比，微波有较长的波长，能够穿透和传输更远的距离。
微波的调制和解调技术类似于射频信号的调制和解调技术，可以用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
微波信号的传输和放大技术则是为了保持信号的稳定性和增大信号的功率，以便用于远距离传输。
微波天线是用于接收和发射微波信号的装置，通过调节天线的形状和方向来实现对微波信号的接收和发射。
实验步骤：1. 连接微波发生器和微波放大器，调节微波发生器的频率和功率，观察微波放大器的输出；2. 连接微波发生器、微波放大器和微波混频器，调节微波发生器和微波混频器的频率和功率，观察微波混频器的输出；3. 使用微波频率计测量微波发生器、微波放大器和微波混频器的输出频率；4. 连接微波发生器、微波放大器和微波天线，调节微波发生器和微波天线的频率和功率，观察微波天线的工作状态。
实验结果：1. 测量微波发生器、微波放大器和微波混频器的输出频率，并记录测量值；2. 观察微波放大器和微波混频器的输出，记录输出功率；3. 观察微波天线的工作状态，记录接收和发射的微波信号的强度和方向。
实验结论：1. 微波信号的调制和解调技术能够实现对微波信号的传输和接收；2. 微波放大器可以增大微波信号的功率；3. 微波混频器可以将两个不同频率的微波信号混合，形成新的频率；4. 微波天线可以接收和发射微波信号，并调节信号的方向和强度。
微波分光实验报告
微波分光实验报告
一、实验目的
本次实验的目的主要是熟悉和掌握微波分光仪的使用方法，掌握微波分光分析仪表达谱特征，熟悉微波分光光谱分析中峰面积与浓度的关系等。
二、实验原理
微波分光光谱是根据分子中原子、分子或离子因其分子结构不同而具有不同频率的基本振动而发出的光谱，而分子辐射在不同微波频率下的吸收信号的强度，就可以反映出分子的结构信息，从而可以用来定量测定物质的含量。
三、实验装置
本次实验使用的设备主要有微波分光仪、液相喷雾装置、仪器控制软件等。
四、实验方法
1.准备实验样品：把样品稀释至痕量级，利用液相喷雾装置将其转换为气态。
2.微波分光仪校准：打开仪器，用空白样准备软件进行谱线校准。
3.测定吸收信号：将样品分析组装放如到微波分光仪中，控制软件进行操作，根据波长选择区间，测定出样品吸收信号。
4.数据分析：利用仪器控制软件进行数据分析，计算出每个峰的面积，从而得出样品含量的大小。
五、实验结果
实验结果表明，在相同条件下，样品中不同物质的吸收信号强度与其物质的含量有相关性，随着样品中物质含量增加，其吸收信号强度也增加。
六、实验意义
通过本次实验，可以使学生熟悉和掌握微波分光仪的使用方法，熟悉微波分光光谱分析技术，实现快速、准确的物质的定量检测和定性分析。
微波光学实验报告
实验时间：2023年X月X日实验地点：微波光学实验室实验者：XXX一、实验目的1. 了解微波光学的基本原理和实验方法；2. 掌握微波分光仪的使用方法；3. 熟悉微波干涉现象，并验证干涉规律；4. 研究微波透镜的成像特性，分析其成像原理。
二、实验原理1. 微波光学是研究电磁波在传播过程中与物质相互作用规律的一门学科。
微波光学实验通常采用电磁波分光仪、透镜、波导等元件，研究微波的干涉、衍射、折射等现象。
2. 微波干涉现象是指两束相干微波相遇时，产生的加强或减弱现象。
实验中，利用微波分光仪产生两束相干微波，通过干涉条纹的观察和分析，验证干涉规律。
3. 微波透镜是一种利用电磁波聚焦原理制成的光学元件。
实验中，通过研究微波透镜的成像特性，分析其成像原理。
三、实验仪器与设备1. 微波分光仪：用于产生两束相干微波；2. 透镜：用于研究微波的成像特性；3. 波导：用于微波的传输；4. 紫外线灯：用于产生干涉条纹；5. 移动台：用于调节微波光路；6. 光电传感器：用于测量干涉条纹。
四、实验步骤1. 连接微波分光仪，设置实验参数，产生两束相干微波；2. 将微波分光仪输出的两束微波分别引入波导，使微波在波导中传播；3. 将波导输出端引入透镜，观察透镜成像特性；4. 通过移动台调节微波光路，观察并记录干涉条纹；5. 改变实验参数，分析微波干涉现象和透镜成像特性。
五、实验结果与分析1. 实验中观察到明显的干涉条纹，验证了微波干涉规律；2. 通过改变实验参数，观察到微波透镜的成像特性，分析其成像原理；3. 实验结果表明，微波透镜具有聚焦和成像功能，成像质量与透镜参数和微波光路有关。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了微波光学的基本原理和实验方法；2. 熟悉了微波分光仪的使用方法，验证了微波干涉规律；3. 研究了微波透镜的成像特性，分析了其成像原理。
七、实验讨论1. 实验过程中，微波光路调节较为困难，需要精确控制微波的传播路径；2. 实验结果受实验环境和仪器精度的影响较大，需要进一步提高实验精度；3. 未来可进一步研究微波光学在通信、雷达等领域的应用。
微波光学实验
实验1 微波光学实验微波一般指波长从mm m 1~1的电磁波，相应频率为Hz 118103~103⨯⨯。
在电磁波谱中，它介于无线电波和远红外光波之间。
由于微波频率高于无线电波，其振荡周期与电子管中的电子渡越时间相近，因此不能用普通的电子管、晶体管及L-C 振荡产生微波，而必须用电子流与谐振腔交换能量的办法设计产生微波的器件，如速调管、磁控管和行波管等微波电子管。
另外，由于频率高，若微波在导体中传播，必然有严重的趋肤效应和高频辐射，因此不可能用普通的两线式传输方式来传输微波能量，而必须采用特殊的传输方式──波导管（简称波导）。
处理微波问题的概念和方法也与低频电路不同，必须采用电磁场的概念和方法。
微波的波长很短，具有似光性，即具有直线传播和良好的反射性，可以将微波的能量集中在一个窄波束中，进行定向发射。
它可以穿越电离层向太空转播，这就为微波在雷达定位、宇宙通讯、射电天文等领域，提供了广泛的应用。
利用微波类似于光学的性质，可以作微波反射、透射、干涉、衍射、偏振等一系列类似于光学的实验，本实验作微波布拉格衍射和偏振实验。
【实验目的】（1）了解布拉格实验的基本原理。
学习X 射线晶体分析技术的基本知识。
熟悉微波类似于光的性质。
（2）观察电磁波的偏振现象，验证马吕斯定律。
【仪器用具】微波分光仪、模拟晶格。
【实验原理】一、微波布拉格衍射X 射线发现后的最初几年，由于找不到足够小的狭缝，人们还无法作衍射实验。
1912年，劳厄（Laue ）注意到晶体中的原子有规律的排列，他提出晶体可以作为X 射线衍射光栅。
这种想法很快被实验证实。
英国物理学家布拉格（Bragg ）父子作了大量X 射线晶体衍射实验工作，于1913年提出了X 射线晶体衍射的布拉格公式。
布拉格的工作解决了晶体结构的实验研究问题，开辟了一个至今仍有重要意义的技术领域──X 射线晶体结构分析。
在本实验中，我们将用微波摸拟X 射线，通过模拟晶体进行观察和研究。
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ϕ=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ϕ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：λ=（69.337-4.170）
⨯2/4=32.58nm
由读数极大值测得的波长：λ=(61.353-11.596)
⨯2/3=33.17nm
求均值：λ=32.88nm 理论值; λ=33.3nm
相对误差：=σ%100⨯-理
实
理λλλ=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°。
微波实验报告
微波实验报告微波实验报告引言：微波是一种电磁波，波长在1mm到1m之间，频率范围为300MHz到300GHz。
微波在通信、雷达、医学、食品加热等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和观察，了解微波的特性和应用。
实验一：微波传播特性实验目的：观察微波在不同介质中的传播特性。
实验器材：微波发生器、微波接收器、不同介质样品（如玻璃、木头、金属等）。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将不同介质样品放置在微波传播路径上，观察微波的传播情况。
实验结果：观察到微波在不同介质中的传播情况不同。
在玻璃中，微波能够较好地传播，而在金属中，微波会被完全反射或吸收。
实验二：微波反射和折射实验目的：观察微波在不同介质间的反射和折射现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、反射板、折射板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将反射板放置在微波传播路径上，观察微波的反射情况。
3. 将折射板放置在微波传播路径上，观察微波的折射情况。
实验结果：观察到微波在反射板上会发生反射，反射角等于入射角。
在折射板上，微波会发生折射，根据折射定律，入射角和折射角之间存在一定的关系。
实验三：微波干涉实验目的：观察微波的干涉现象。
实验器材：微波发生器、微波接收器、干涉板。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将干涉板放置在微波传播路径上，观察微波的干涉情况。
实验结果：观察到微波在干涉板上会出现明暗相间的干涉条纹。
根据干涉现象的特点，可以推测微波是一种具有波动性质的电磁波。
实验四：微波加热实验目的：观察微波对物体的加热效果。
实验器材：微波发生器、微波接收器、食物样品。
实验步骤：1. 将微波发生器和接收器连接好，并设置合适的频率和功率。
2. 将食物样品放置在微波传播路径上，观察微波对食物的加热效果。
实验结果：观察到微波对食物样品有较好的加热效果，食物在微波的作用下能够迅速加热。
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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，电磁波电磁辐射的信号随其传播距离、空间方位如何变化？实验
二散射
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，排序核对实验时的表格，其中波长的实际值排序可以根据该实验所用
微波频率为10.545ghz，波速为真空中光速去排序。
实验四棱镜的偏折
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，看看若想辨认出接收器发送信号强度与偏振板角度和接收器转角
之间的关系，找到偏振板发生改变微波偏振的规律。
（能够装配作图法分析最出色）实验
六双缝干预
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，为观测角，为入射波的波长，n为接收器抬起角度时检流计发生的
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，排序出来微波波长。
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，表明微波的偏振特性。
实验十二布喇格绕射
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。