哈工大电磁场实验报告

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哈工大 电磁场与电磁波 大作业 小论文

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关于孕妇防辐射服作用的探究班级:学号:姓名:易近年来,随着人们对于健康关注度的不断提高,孕妇防辐射服的市场蓬勃发展,款式价格层次不齐的孕妇防辐射服玲琅满目,已然成为了准妈妈们的标配之一。

然而对于孕妇防辐射服的效果很多人也提出了质疑,引起了人们的关注。

通过查阅各类相关的资料,我将在本文就孕妇防辐射服功效以及是否有必要穿着等方面谈谈自己的认识,并给出自己的一些建议。

首先,我将结合学到的相关知识以及查阅到的相关资料介绍一些关于孕妇防辐射服的背景知识,然后再进行接下来的探究。

辐射相关背景知识辐射辐射指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。

辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。

一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射或非电离辐射。

一般普遍将这个名词用在电离辐射。

电离辐射具有足够的能量可以将原子或分子电离化,非电离辐射则否。

辐射活性物质是指可放射出电离辐射之物质。

电离辐射主要有三种:α、β及γ辐射(或称射线)。

电离辐射或非电离辐射皆对生物有害,而且可影响自然环境。

电离辐射拥有足够高能量的辐射可以把原子电离。

一般而言,电离是指电子被电离辐射从电子壳层中击出,使原子带正电。

由于细胞由原子组成,电离作用可以引致癌症。

一个细胞大约由数万亿个原子组成。

电离辐射引致癌症的机率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。

α、β、γ辐射及中子辐射均可以加速至足够高能量电离原子。

通过查阅资料知道,生活中所能接触到的一些电离辐射主要有医院里用的X光、CT,实验用的放射性同位素,居家中用的某些石材或者地面有氡气泄漏等。

显然,我们在日常生活中能够接触到的电离辐射的种类和机会是非常少的。

电磁辐射电磁辐射是非电离辐射的一种。

非电磁辐射主要有中子辐射,电磁辐射和黑体辐射等。

其中,我们日常生活中接触最多的同时也是我们主要担心的就是电磁辐射。

因此重点讨论电磁辐射。

电磁辐射对人体有所危害,主要表现为热效应和非热效应两大方面。

其中热效应是由于人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。

电磁场与电磁波实验报告

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。

哈工程物理演示实验报告

哈工程物理演示实验报告

闭合铝环的上跳演示二、实验目的通过闭合铝环的上跳实验,观察楞次定律的现象,加深对电磁感应和电磁力相互作用的理解。

三、实验原理本实验利用通电线圈及线圈内的铁芯所产生的变化磁场与铝环的相互作用,演示楞次定律。

当线圈中突然通电流时,穿过闭合的小铝环中的磁通量发生变化,根据楞次定律可知,闭合铝环中会产生感生电流、感生电流的方向和原线圈中的电流方向相反。

因此与原线圈相斥,相斥的电磁力使铝环上跳。

四、实验器材1. 电源插座2. 电源开关3. 铝环4. 铁棒5. 操作开关6. 有机玻璃骨架、0.7mm高强度漆色线五、实验步骤1. 将电源插座插入电源,打开电源开关。

2. 将铝环套入铁棒内,按动操作开关。

3. 观察铝环的运动情况,记录现象。

4. 保持操作开关接通状态不变,观察铝环的稳定高度。

5. 断开操作开关,观察铝环的运动情况。

6. 重复上述步骤,将带孔的铝环套入铁棒内,按动操作开关,观察现象。

7. 重复上述步骤,将开口铝环套入铁棒内,按动操作开关,观察现象。

1. 当开关接通时,闭合铝环高高跳起。

2. 当保持操作开关接通状态不变时,铝环保持一定高度,悬在铁棒中央。

3. 当断开操作开关时,铝环落下。

4. 当使用带孔铝环时,开关接通瞬间,铝环上跳,但高度没有不带孔的铝环高;保持操作开关接通状态不变,铝环则保持某一高度不变,悬在铁棒中央某一位置,但没有不带孔的铝环悬的高;当把操作开关断开后,铝环落下。

5. 当使用开口铝环时,开口铝环静止不动。

七、实验结果分析1. 实验结果符合楞次定律,即当磁通量发生变化时,闭合铝环中会产生感生电流,感生电流的方向和原线圈中的电流方向相反,导致铝环上跳。

2. 带孔铝环的实验结果表明,孔的存在使得铝环与铁棒之间的电磁力减小,导致上跳高度降低。

3. 开口铝环的实验结果表明,开口的存在使得铝环无法形成闭合回路,无法产生感生电流,因此静止不动。

八、实验总结通过闭合铝环的上跳实验,我们验证了楞次定律的正确性,加深了对电磁感应和电磁力相互作用的理解。

电磁场实验报告

电磁场实验报告

电磁场实验报告电磁场实验报告一、实验题目:用有限差分法求解金属槽内电位分布一足够长(忽略边缘效应)的方形金属槽,边宽1m ,除顶盖电位为100sin x πV外,其他三方的电位均为零,求槽内电位分布二、数学原理有限差分法(Finite Differential Method )是基于差分原理的一种数值计算法。

有限差分法的基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替,这些离散点称作网格的节点; 把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似; 把原方程和定解条件中的微商用差商来近似, 积分用积分和来近似,于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组,即有限差分方程组, 解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解。

然后再利用插值方法便可以从离散解得到定解问题在整个区域上的近似解。

对于简单迭代法有如下公式φ( i , j) = (φ( i- 1 , j) +φ( i+1 , j) +φ( i , j - 1) +φ( i , j+1) )*1/4 三、编程计算=?= 100sin x π=?0=?实验代码如下:u=zeros(21,21); %定义数组w=0; %赋初值for j=1:21;u(1,j)=100*sin((j-1)*pi/20);w=w+u(1,j);endfor i=2:20for j=2:20u(i,j)=w./20;endendu %打印数组un=1000; %简单迭代1000次for w=1:n;for i=2:20;for j=2:20;a=u(i+1,j);b=u(i,j+1);c=u(i-1,j);d=u(i,j-1);u(i,j)=0.25.*(a+b+c+d); %简单迭代法endendendu %打印数组u(11,11) %打印点(0.5,0.5)x=1:-0.05:0; y=1:-0.05:0;[x,y]=meshgrid(x,y); %画图mesh(x,y,u) hold offgrid onxlabel('0<x<1')< p="">ylabel('0<y<1')< p="">zlabel('0<u<100')< p="">四、计算结果: u的值如下ans =19.9858 说明u (11,11)=19.98580<1<="" p="">0<y<1< p="">0<100<="" p="">五、实验分析由图像知u关于x=0.5对称且y=1时u关于x的表达式变为100sin xπ,与该图像相符,因此结果是正确的六、实验心得与思考通过设计程序并进行完善调试,我对有限差分法有了进一步的认识,这次的代码是针对于特定题目编出的程序,如果边值条件有所改变那么代码也得改变,显得不是很方便。

哈工大物理实验报告——霍尔效应

哈工大物理实验报告——霍尔效应

哈工大物理实验报告——霍尔效应一、实验目的1. 了解霍尔元件的制作工艺和特性;2. 掌握霍尔效应的实验方法和测量原理;3. 了解霍尔效应在电磁学和半导体中的应用;4. 熟练掌握霍尔实验数据处理方法。

二、实验原理1.霍尔元件霍尔元件是由半导体材料做成的,包括霍尔片和两个接触点。

霍尔片所在的面被接上电,霍尔面受到一个磁场时,霍尔电位差就会出现。

霍尔电势是电势与电场的乘积,由负载电流和输入电压维持。

霍尔电势大小与霍尔电导有直接关系。

2. 霍尔效应当载有电流的导体在外磁场中移动时,如果该导体的厚度很小,就会出现霍尔效应。

这种效应被称为霍尔效应。

霍尔效应的物理原理亦非常简单。

电子顺着磁场方向受到洛伦兹力作用,其中洛伦兹力垂直于电子的往复运动,同时导致电子在垂直磁场方向上移动,此时电子内的电荷聚集在两边,形成了一个激活电动势,即霍尔电势。

3. 实验装置富血红相机,霍尔电场电源,数字万能表,霍尔元件,霍尔效应试验样品块,两个高强度永久磁铁。

实验过程1. 实验样品块与样品固定块相连,将该样品块放置在磁铁之间,并旋转磁铁,使其磁场与样品块同轴。

此时,在样品块上加上霍尔电极的电压。

2. 将电压表安装在霍尔电极的两端,并将其任意保持一个方向。

记录下当前电压。

3. 开关功率源,并将电流带到霍尔元件上。

4. 测量电路中的电压,可以得到霍尔电势。

5. 重复测量,直到获得清晰的数据,为在提供数据做铺垫。

6. 测量结束后,关闭电源和电压表。

7. 计算不同电流、不同磁场下的霍尔电势。

8.分析相关数据。

三、实验数据I(mA)B(T)VH(mV)1.01 0.3666 0.8251.51 0.5466 1.2252.02 0.7266 1.632.52 0.9066 2.0423.03 1.0866 2.4453.53 1.2666 2.864.04 1.44 3.248四、数据处理1. 作出I-B、I-VH关系图。

2. 求出样品块的霍尔系数,即Kh=VH/IB。

电磁场场强测量实验报告

电磁场场强测量实验报告
信息与通信工程学院
电磁场与电磁波实验报告
题目:校园内无线信号场强特性的研究
姓名
班级
学号
班内序号
董敏华
2010211112
10210368
27
杨伶
2010211112
10210369
28
一、实验目的:
1、掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确测试方法;
2、研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律;
3、掌握在室内环境下场强的正确测试方法,理解建筑物穿透损耗的概念;
信号电平空间分布图如图所示:
可以看出在此测试区域场强基本稳定在-65dBmw左右。因为频点为182.5MHZ,频率相对较高且无调频广播视频点播类的信号,以至于外界对此影响较小,基本上无大的浮动,且整体信号电平较高。
2、地点为主楼小广场
①在频点为FM97.5MHZ时,主楼小广场的信号电平概率分布直方图以及信号电平概率分布曲线与正态分布曲线的比较如下图所示:
由上图可知:在97.5MHZ的频点下,主楼四层楼道的信号电平在-50dBmw至-80dBmw之间变化,在-62dBmw左右居多。其信号电平概率分布曲线与正太分布曲线差异比较大,其最大值为-48.4dBmw,最小值为-77.4dBmw,均值为-63.79dBmw,标准差为6.64;与上图97.5MHZ的主楼前小广场的数据图比较,发现此组数据的信号电平变化范围较大,且整体的电平值偏大分析原因:主楼小广场比较开阔,为室外测量数据,但主楼四层楼道属于室内测量,在室内测量时未经过建筑物的穿透损耗,所有整体的电平比较大,又因为主楼内的各种实验设备的不同,使得此组数据变化范围较大。
①自由空间模型
自由空间模型假定发射天线和接收台都处在自由空间。我们所说的自由空间一是指真空,二是指发射天线与接收台之间不存在任何可能影响电波传播的物体,电波是以直射线的方式到达移动台的。自由空间模型计算路径损耗的公式是:

哈工大大物实验报告

哈工大大物实验报告

哈工大大物实验报告哈工大大物实验报告一、引言哈尔滨工业大学(以下简称哈工大)是中国著名的理工科大学之一,拥有丰富的实验资源和实验条件。

大物实验是哈工大理工科学生必修的一门实践课程,旨在通过实验操作,加深学生对物理学原理的理解和掌握实验技能。

本文将对哈工大大物实验进行报告,以便更好地总结和分享实验经验。

二、实验目的大物实验旨在培养学生的实验操作能力和科学研究精神。

通过实验,学生能够掌握物理学中的基本测量方法和实验技巧,提高数据处理和分析的能力,培养科学研究的思维方式。

三、实验内容1. 实验一:测量光的折射率本实验通过测量光在不同介质中的折射角和入射角,计算出光的折射率。

实验中使用了光学仪器和角度测量仪,通过准确的测量和数据处理,得到了较为准确的折射率结果。

2. 实验二:测量电磁感应现象本实验通过改变磁场的强度和方向,测量感应电动势的大小和方向,验证了电磁感应定律。

实验中使用了恒定磁场和线圈,通过改变线圈的位置和方向,观察到了感应电动势的变化规律。

3. 实验三:测量物体的密度本实验通过测量物体的质量和体积,计算出物体的密度。

实验中使用了天平和容积瓶,通过准确的质量测量和体积测量,得到了物体的密度结果。

四、实验结果和分析1. 实验一的结果表明,光在不同介质中的折射率与介质的光密度和折射角有关。

通过实验数据的处理和分析,得到了光的折射率与介质的关系曲线,并与理论值进行了比较,结果较为接近。

2. 实验二的结果表明,感应电动势与磁场的变化规律相关。

通过实验数据的处理和分析,得到了感应电动势与磁场强度和线圈位置的关系曲线,并验证了电磁感应定律。

3. 实验三的结果表明,物体的密度与质量和体积有关。

通过实验数据的处理和分析,得到了物体的密度与质量和体积的关系曲线,并计算出了物体的密度值。

五、实验心得大物实验是一门非常重要的实践课程,通过实验操作和数据处理,我深刻体会到了实验科学的严谨性和精确性。

在实验过程中,我学会了正确使用实验仪器和测量工具,掌握了准确测量和数据处理的方法。

电磁场实验报告

电磁场实验报告

电磁场实验报告姓名:KZY班级:自动化1405学号:090114050X时间:2016年10月23日实验名称单缝衍射实验、自由空间中电磁波参量的测量一、实验目的1、了解电磁波的空间传播特性2、通过对电磁波波长、波幅和波节的测量进一步了解和认识电磁波。

3、利用电磁波的干涉原理,研究均匀无耗媒质εr的测量方法。

4、熟悉均匀无耗媒质分界面对电磁波的反射和透射特性。

二、实验仪器设备1、单缝衍射仪器配置2、单缝衍射板3、半透射板4、全反射板三、实验原理1、单缝衍射原理查阅参考书籍可知,当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象。

在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的,中央最强,同时也最宽。

在中央的两侧衍射波强度迅速减小,直至出现衍射波强度的最小值,即一级极小,此时衍射角为Фmin=sin-1λ/α。

其中λ是波长,α是狭缝宽度。

两者取同一长度单位,然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐渐增大,直至出现一级极大值,角度为:Фmin=sin-1(3/2·λ/α)。

2、迈克尔逊干涉原理由于两列波存在一定关系的波程差,两列波将发生干涉。

而两列波发生干涉,存在合成振幅会出现最大与最小的情况。

实验中,为了提高测量波长的精确度,测量多个极小值的位置,设S0为第一个极小值的位置吗,S n为第(n+1)个极小值的位置,L=|S n-S0|,则波长λ=2L/n。

三、实验内容与实验步骤(1)单缝衍射实验1、打开DH1121B的电源;2、将单缝衍射版的缝宽α调整为70mm左右,将其安放在刻度盘上,衍射版的边线与刻度盘上两个90°对齐。

3、调整发射天线使其和接收天线对正。

根据老师指导,我们调节发射衰减器,使微安表的示数不超过量程,通过转动接收天线的固定臂直到微安表示数最大,即可确定发射天线喇叭与接收天线喇叭对正;4、将微波分光仪的活动臂转到衍射角为-50°后开始读数,衍射角每改变2°读取一次微安表的读数并作好记录,一直读到衍射角为+50°。

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哈工大电磁场实验报告电磁波波动特性的实验研究1.实验目的无线电的使用频率在不断提高,微波(超高频),由于它的波长短、频率高、方向性强,所以广泛的应用在雷达、遥控、电视、射电天文学、接力通讯和卫星通讯等方面。

微波通常指分米波、毫米波的电磁波,它的频率极高,一般在300~300000兆赫,所以有关微波的产生、放大、发射、接收、测量、传输等和一般的无线电波不尽相同。

在微波技术中,需要微波电子管、晶体管、波导、同轴线和一些诸如衰减器,谐振腔等特殊元件。

从电磁波的本质来说,微波也具有波动的共同特点,如反射、折射、衍射、干涉、偏振等。

我们根据它们的这种共同的通性,以及微波波长接近光波波长的特点,模仿光学实验的方法,来做电磁波波动特性的实验。

我们的实验目的是,以微波作波源,用模拟光学实验的方法,来研究电磁波所具有的传递能量和波动的特性。

2.微波实验主要仪器简介1)三厘米固态信号源三厘米固态信号源结构简单、体积小、重量轻、输出功率大、性能稳定、携带使用方便。

主要技术指标:工作频率范围:9370±50MHz 在工作频率范围内,输出功率≥20mW工作模式:等幅波、方波输入电源:220V±10%2)微波分度计其总体结构如图1-1所示,可分为三个部分。

1、发射部分它是由固定臂及臂上的发射喇叭和可变衰减器组成,其微波信号是由三厘米固态信号发生器经同轴电缆馈电送至发射天线。

2、接收部分它由可绕中心轴转动的悬臂和臂上端的接收喇叭,检波器组成。

3、在两喇叭之间的中心轴自由转动的圆形小平台,平台被均分为360等分。

图1-1(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M M ',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。

图1-23、 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,使微安表显示有足够大的示数(50A μ)。

5) 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。

入射角0ϕ020030040050060070左ϕ 19° 29.5° 36° 49.5° 59°68° 右ϕ20.5° 33° 43° 52° 62°70.5° ϕ的平均值19.8°31.3°39.5°50.8°60.5°69.3°6.问题讨论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:由于实验仪器存在回程差,故分别向左和向右测量以抵消回程差的影响,使测量结果更为精确。

(二) 电磁波的偏振实验 1. 实验目的通过实验研究来进一步熟悉电磁波的偏振特性 2. 实验原理喇叭天线的增益大约是20分贝,当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时,发射信号电矢量的偏振方向是垂直水平面的直线偏振波,假设该直线偏振波在接收喇叭处强度为α20cos ⋅=I I 其中α是I 与0I 之间的夹角,这就是光学中关于光强分布的马吕斯定律。

本实验所用接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的,从而可在旋转波导的轴承环的090范围内旋转,当接收喇叭与发射喇叭之间的夹角为α,则接收的信号强度是α20cos ⋅=I I 。

因此,转动接收喇叭,就可得到转角与微安表的一组数据,并可与马吕斯定律相比较。

3. 实验步骤1) 首先把发射喇叭和接收喇叭调到一条直线上,旋转平台上的定位销,使悬臂固定,此时,使波导的指示在零度处。

2) 调节衰减器,使微安表的指示足够大(60A μ)作为0I (0I =74A μ)。

3) 然后旋转接收喇叭, 0090~0每隔010记下相应的电流强度。

4) 然后从00~90每隔010记下相应的电流强度。

(三) 电磁波的衍射实验 1.微波单缝衍射实验 1) 实验目的熟悉电磁波具有波的绕射通性,测试微波的衍射强度随衍射角的变化规律。

1) 实验原理微波的衍射原理与光波完全相同,当一束平面波入射到一宽度和波长可以比拟的狭缝时,它就要发生衍射现象。

设电磁波波长为λ,如图(1-3)所示,平面电磁波垂直入射到宽度为α的夹缝上,当衍射角符合如下条件时图1-3λϕk a ±=⋅sin (A )在狭缝后面出现衍射波的强度极小。

当2)12(sin λϕ+±=⋅k a (B )(=k 1、2、3…)时,则在缝后面出现衍射波的强度极大。

介于上述两条件之间的衍射波,衍射波的强度在极小值与极大值之间变化,其相对衍射强度与衍射角之间的变化规律如图(1-4)所示(纵坐标为相对衍射强度I ,横坐标为衍射角ϕ)图1-44)实验步骤1. 首先将发射喇叭与接收喇叭的中心和分度计上小平台的中心三者调到同一个垂直平面内,并且保证发射喇叭和接收喇叭处于等高。

2. 将铝制板缝的宽度调为7厘米,然后使狭缝平面与两喇叭的连线成正交方向固定在分度计的小平台上3. 调节衰减器使微安表的显示足够大。

4. 从衍射角为零度开始在单缝的两侧,衍射角每改变1度去读取一次示数,并添入数据表。

5. 根据公式(A )和(B ),并由已给微波波长3.2厘米,缝宽7.0厘米,计算出一级极小和一级极大的衍射角。

Iϕ(四) 用微波的布拉格衍射实验测定模拟晶体的晶格常数1) 实验目的仿照X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理,我们用制作的放大的晶体模型代替真实晶体,以微波代替X 射线。

让微波向模拟晶体入射,观察波在“晶体”的不同晶面上反射时,其反射波产生干涉所符合的条件与微波的波长,“晶体”的晶格常数以及掠射角之间的关系。

2) 实验原理如图(1-5)所示,设原子之间的距离为d ,当一束微波以θ角掠射到100晶面,一部分微波将为表面层的“原子”所散射,其余部分的微波将为“晶体”内部的各“晶面”上的原子所散射。

各层晶面上“原子”散射的本质是因“原子”在微波电磁场的作用下,做与微波同频率的受迫振动,然后向周围发出微波,按反射定律的方向反射的微波强度最大。

由图(1-5)可知,波束1'和波束2'是分别由表面层和第二层所反射,其波程差为θsin 2D CB AC =+显然,当符合下列条件时λθK d =sin 2 K=1,2,3反射的微波是干涉加强。

上式就是晶体衍射的布拉格公式。

本实验使用的微波波长2.3=λ厘米;晶格常数00.4=d 厘米。

图1-53) 实验步骤1、 首先将发射喇叭和接收喇叭置于等高度,然后调在同一垂直面内。

2、 用以给的i 和d 用公式计算出2,1=k 是对应的掠射角。

3、 将“晶体”放在转动的小平台上,掠射角从零度测起,每改变2度测一读数,然后记下电流表的数值,以电流表的值I 为纵坐标,以掠射角θ为横坐标,做出θ-I 的关系曲线。

掠射角0θ30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 I /A μ3 4 4 0 8 25 40 28 9 4 掠射角0θ50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 I /A μ8 8 5 4 4 2 2 0 2 8 掠射角0θ70 I /A μ6θ-I 的关系曲线如下所示。

(五) 麦克尔逊实验(用介质测波长)麦克尔逊实验基本原理如图1-6所示,在电磁波前进的方向放置45度半透射板,由于板的作用,将入射波分成两束;一束向A 方向传播,一束向B 方向传播,由于A 、B 两处反射作用,两束波就再次发射到半透明板,并到达接收喇叭,由于接收喇叭接受两束波同频率,振动方向一致的两个波。

如果两个波相差为π2的整数倍时,则干涉加强,当相位差为π的奇数倍时,则干涉减弱。

因此移动B 处的反射板,当表头指示从一个极小值变到另一个极小值时,则B 处反射板移动2λ波长的距离。

图1-6实验时通过移动读数机的一端,使表头出现1+N 个极小值(极大值),并同时记下读数机移动的相应位移数,从而求得反射板的移动距离L ,则波长为N L /2=λ,A μ零指示A μ零指示数(1+n )4=(3+1) n =3 可移动板指示位置 12.00,28.72,45.29,60.68 可移动板位移()1-=n L L=60.68-12.00=48.68测得 cm NL25.32≈=λ实验三 双缝干涉1、实验目的通过实验观察并测量双缝干涉的现象及特性。

2、实验原理rv1φ如图 3 所示,在一块金属板上相隔 b 有两个宽度ab同为a 的缝隙,当电磁波垂直入射到该金属板上时, 在两个缝上均产生感应磁流,这两个缝隙可以看成为两rv2个天线,金属板背面的场是这两个缝隙辐射场的叠加a(干涉的结果)。

当 b 的值较大时,即忽略两个缝隙之间的相互影响,则金属背面的场为E E 1 E 2其中 E 1 和E 2分别为两个缝隙辐射的场,因为金属板与入射线垂直,则两个缝 隙上的感应磁流相同,即{][}][[]][[]θθϕϕsin )(sin 212/sin )(1sin )(1sin )(11111111121b a k e e jE e e E e e E e E e E E b a r jk jkr b a r jk jkr b a r jk jkr jkr jkr +=+=+=+=+---+---+-----则总场的幅度为E = 2E 1 sin[k (a + b )sin θ]因此当sin[k (a + b )sin θ ]/ 2 = 1即[k (a + b )sin θ ]/ 2 = (2n +1)π / 2 ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=-b a n λϕ212sin 1时,总场(干涉场)出现加强) 当sin[ k ( a + b )sin θ ]/ 2 = 0即[k (a + b )sin θ ]/ 2 = n π⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=-b a nλϕ1sin 时,总场(干涉场)出现减弱。

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