微波的光学特性实验
大学物理实验 微波光学特性及布拉格衍射
极小
类别
Xi=i
Xi=i*i
yi=Xi+1
Yi^2=Xi+1^2
Xiyi
1
1
1
22.823
520.889
22.823
2
2
4
37.225
1385.700
74.45
3
3
9
53.685
2882.079
161.055
∑
6
14
113.733
4788.668
258.328
平均
2
4.67
37.911
1596.223
根据记录数据，画出单缝衍射强度与衍射角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极小角度和缝宽 ，计算微波波长 和其百分误差（表中 、 是相对于0刻度两边对应角度的电压值）。
3．微波的双缝干涉
按需要调整双缝干涉板的缝宽。将双缝缝干射板安置在支座上时，应使双缝板平面与载物圆台上 指示线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的 处。此时相当于微波从双缝干涉板法线方向入射。这时让活动臂置小平台 处，调整信号使液晶显示器显示较大，然后在 线的两侧，每改变1～3度读取一次液晶显示器的读数，并记录下来，然后就可以画出双缝干涉强度与角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极大角度和缝宽 ，计算微波波长 和其百分误差。
由已知的晶格常数a和微波波长λ，估算出（100）面和（110）面衍射极大的入射角；调整发射喇叭和接收喇叭的天线正对，调节衰减器；
将模型固定在载物台上，晶面法线与刻度盘0°重合，发射臂指针的读数即为入射角，将接受臂转至0°另一侧同一度数，即得到入射角等于反射角。在理论峰值附近寻找电流最大的入射角。。
原始数据记录及分析：
微波技术
4-8
5
1218
2
1827
1.25
80100
0.3
•C~K 为早期的微波通信频段，80’s 后较少 •W(3mm) 实际上是卫星通信的主流频段 广播电视、通信频率相对较低： KHz~ 3G 在实验中使用厘米波中的X波段， 其标称波长为3.2cm，中心频率为9375MHz。
国际上对各微波频段用途的规定
2.频率极高，穿透性强
由于微波既能穿透电离层 (低频电磁波不行) 也能穿透 尘埃、云、雾 (光波不行)， 因此，微波就成了卫星通讯、 空间通讯和射电天文研究的 重要手段。 可以容易穿入介质内部： 如微波加热——食品发热
近代物理实验专题讲座 2003.8
3. 频带宽，信息性好
可用频带很宽 (数百兆甚至上千兆赫兹)，是低频 无线电波无法比拟的。因此，微波在通讯领域内得 到了广泛的应用。 微波通讯系统的工作频带宽、信息容量大、机动 性好，特别适合于卫星通讯，宇航通讯和移动通讯 等，因而在现代通讯系统中占有相当重要的地位。
λ(m)
广播 电视 微波 红外可见光 紫外
无 线 电 波 光 波
波长处于光波和无线电波之间
近代物理实验专题讲座 2003.8
微波频段的划分： 分米波, 厘米波，毫米波和亚毫米波
常用波段代号
波段代号 频率范围 （GHz） 标称波长 (cm) L S C X 8-12 3 Ku K W
1-2 2-4
微 波 技
术
山东师范大学物理实验中心
一、微波基础知识
按照国际电工委员会（IEC）的定义，微波 （Microwaves）是：
“波长足够短，以致在发射和接收中能实际 应用波导和谐振腔技术的电磁波”
微波是指：波长为１m至0.１mm,频率在 300MHz-3000GHz之间的电磁波或无线电波。
微波光学实验论文
微波光学实验论文摘要微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。
研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。
微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。
都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
关键字电磁波微波实验波长信号源原理一、实验目的1.了解微波光学系统实验的仪器和组件的工作原理，掌握其使用的一般方法。
2.了解迈克尔逊干涉仪工作原理，测量并计算微波波长。
3.了解劳埃德镜原理，并用劳埃德镜测微波波长。
4.了解法布里-贝罗干涉仪原理，测量并计算微波波长。
5.了解布喇格衍射实验原理，并测量立方晶格内晶面间距。
二、仪器用具ZKY-WB微波光学实验仪。
1.仪器介绍微波信号源：输出频率10.545GHz，波长2.84459cm，功率15mW，频率稳定度可达5×10-5，幅度稳定度：10-2。
这种微波源相当于光学实验中的单色光束。
发射器组件：缆腔换能器，谐振腔，隔离器，衰减器，喇叭天线及支架。
将电缆中的微波电流信号转换为空中的电磁场信号。
喇叭天线的增益大约是20分贝，波瓣的理论半功率点宽度大约为：H面20。
，E面16。
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水平的。
接收器组件：喇叭天线，检波器，支架、放大器和电流表。
检波器将微波信号变为直流或低频信号。
放大器分三个档位，分别为×1倍档、×10倍档和×50倍档，可根据实验需要来调节放大器倍数，以得到合适的电流表读数。
中心平台：测试部件的载物台和角度计。
其他配件：反射板（金属板，2块），透射板（部分反射板，2块），偏振板，光缝屏（宽屏1块，窄屏1块），光缝夹持条，中心支架，移动支架（2个），塑料棱镜，棱镜座，模拟晶阵，晶阵座，聚苯乙烯丸，钢直尺（4根）。
四、实验原理及内容2.迈克尔逊干涉实验原理：迈克尔逊干涉仪将单波分裂成两列波，透射波经再次反射后和反射波叠加形成干涉条纹。
微波的布拉格衍射（范文4篇）
微波的布拉格衍射（范文4篇）以下是网友分享的关于微波的布拉格衍射的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
《微波的布拉格衍射范文一》实验十、微波布拉格衍射实验目的1、了解与学习微波产生的基本原理以及传播和接收等基本特性。
2、观测模拟晶体的微波布拉格衍射现象。
实验仪器DHMS-1型微波光学综合实验仪一套，包括：三厘米微波信号源、固态微波震荡器、衰减器、隔离器、发射喇叭、接收喇叭、检波器、检波信号数显器、可旋转载物平台和支架，以及实验用附件（晶体模型、读数机构等）。
实验原理微波的产生微波波长从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。
本实验装置由微波三厘米固态信号电源、固态微波震荡器、衰减器、发射喇叭、载物平台、接收喇叭、检波器、液晶显示器等组成。
（选件：简单立方交替模型等）图1 1 调谐杆 2 谐振腔3输出孔 4 体效应管 5 偏压引线 6负载体效应振荡器经微波三厘米固态信号电源供电，使得体效应管内的载流子在半导体材料内运动，产生微波，经调谐杆调制到所要产生的频率。
产生的微波经过衰减器（可以调节输出功率）由发射喇叭向空间发射（发射信号电矢量的偏振方向垂直于水平面）。
微波碰到载物台上的选件，将在空间上重新分布。
接收喇叭通过短波导管与放在谐振腔中的检波二极管连接，可以检测微波在平面分布，检波二极管将微波转化为电信号，通过A/D转化，由液晶显示器显示。
模拟晶体的布拉格衍射实验布拉格衍射是用X射线研究微观晶体结构的一种方法。
因为X射线的波长与晶体的晶格常数同数量级，所以一般采用X射线研究微观晶体的结构。
微波成像原理实验报告
1. 理解微波成像的基本原理；2. 掌握微波成像实验系统的操作方法；3. 通过实验验证微波成像技术的可行性；4. 分析微波成像的特点及局限性。
二、实验原理微波成像技术是一种利用微波波段的电磁波对物体进行成像的技术。
与光学成像相比，微波成像具有穿透力强、受天气影响小、全天候成像等特点。
微波成像的原理主要包括以下几个方面：1. 微波发射：实验中，微波发生器产生特定频率的微波信号，经过放大、调制等处理后，由天线发射出去。
2. 微波传播：发射的微波信号在空间中传播，遇到物体时，部分微波被反射、吸收或散射。
3. 微波接收：接收天线接收到反射回来的微波信号，经过放大、解调等处理后，送入信号处理系统。
4. 成像处理：信号处理系统对接收到的微波信号进行处理，提取出物体信息，并形成图像。
三、实验仪器与设备1. 微波发生器：产生特定频率的微波信号；2. 天线：发射和接收微波信号；3. 放大器：放大微波信号；4. 调制器：对微波信号进行调制；5. 解调器：解调微波信号；6. 信号处理系统：对微波信号进行处理，形成图像；7. 实验台：放置实验仪器和设备。
1. 连接实验仪器，确保各部分连接正确；2. 打开微波发生器，设置所需频率的微波信号；3. 启动放大器、调制器、解调器等设备，确保信号正常传输；4. 将实验台放置在合适的位置，调整天线方向，使其对准待测物体；5. 接收反射回来的微波信号，并送入信号处理系统；6. 对接收到的信号进行处理，提取物体信息，形成图像；7. 分析图像，观察微波成像的特点及局限性。
五、实验结果与分析1. 成像效果：通过实验，成功获取了待测物体的微波成像。
从图像可以看出，微波成像具有较好的穿透力，能够清晰地显示出物体的形状和内部结构。
2. 成像特点：微波成像具有以下特点：（1）穿透力强：微波能够穿透一定厚度的物体，对内部结构进行成像；（2）全天候成像：微波成像不受天气、光照等外界条件的影响，具有全天候成像能力；（3）分辨率较高：微波成像的分辨率较高，能够清晰地显示出物体的细节。
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。
微波的光特性
微波的光特性微波技术是近代发展起来的一门新兴学科，在国防、通讯、工业、农业，以及材料科学中有着广泛应用。
随着社会向信息化、数字化的迈进，微波作为无线传输信息的技术手段，将发挥更为重要的作用。
特别在天体物理，射电天文、宇航通信等领域，具有别的方法和技术无法取代的特殊功能。
微波有“似光性”，用可见光、X光观察到的反射、干涉和衍射现象都可以用微波再现出来，对于微波的波长为0.01m量级的电磁波，用微波设备作波动实验要显得形象、直观，更容易理解，通过观测微波的反射干涉、衍射及偏振等现象，能加深理解微波和光都是电磁波，都具有波动这一共同性。
一、微波的特性及应用1．微波的特性什么是微波？微波是波长很短（也就是频率很高）的电磁波，一般把波长从1米到1毫米，频率在300—300000MHZ范围内的电磁波称作微波。
广义的微波包括波长从10米到10微米（频率从30MHZ到30THZ）的电磁波。
微波具有以下特点。
（1）波长短：它不同于一般的无线电波，因微波波长短到毫米,它具有类似光一样有直线传播性质。
（2）频率高：微波已成为一种电磁辐射，趋肤效应、辐射损耗相当严重。
所以在研究微波问题时要采用电磁场和电磁波的概念和方法。
不能采用集中参数元件。
需要采用分布参数元件，如波导、谐振腔、测量线等。
测量的量是驻波比，频率。
特性阻抗等。
（3）量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围约为10-6～10-3eV。
许多原子和分子发射和吸收的电磁波能量正好处于微波波段内，人们正是利用这一特点研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学、量子电子学等新兴学科，并研制了量子放大器、分子钟和原子钟。
（4）能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿过地球周围的电离层，是进行卫星通信，宇航通信和射电天文学研究的一种有效手段。
基于微波具有上述特点，微波作为一门独立学科得到人们的重视，获得迅速的发展。
2．微波的应用（1）雷达与通信微波的早期发展与雷达密切相关：利用微波直线传播的特性，可制成军用的如超远程预警雷达，相控阵雷达。
微波反射——精选推荐
微波反射
一、实验目的：
了解微波的反射特性
二、实验仪器：
微波信号源，发射器组件，接收器组件，中心平台，中心支架，反射板，钢直尺（1号、2号）。
三、实验原理：
微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性，都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
在光学实验中，可以用肉眼看到反射的光线。
本实验将通过电流表反映出折射的微波。
四、步骤：
1、将发射器安置在2号钢尺上，接收器安置在1号钢尺上，喇叭朝向一致（宽边水平）。
发射器和接收器距离中心平台约35cm。
打开信号源开始实验。
2、45度。
（入射波轴线与反射镜法线之间的夹角称为入射角）
3、装有接收器的可转动臂，使电流表读数最大，记录此时的反射角于表1中。
（接收器喇叭的轴线与反射镜法线之间的夹角称为反射角）
4、射角分别为20°，30°，40°，50°，60°，70°时测量对应的反射角，记录于表1中。
比较入射角和反射角之间的关系。
表1：
入射角度反射角度误差度数误差百分比
20°
30°
40°
45°
50°
60°
70°。
- 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)。
微波的光学特性实验
2014级光电信息科学与工程李盼园
摘要
微波是一种特定波段的电磁波，其波长范围为1mm~1m。
它存在明显的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
本实验主要对微波的单缝衍射、双缝干涉及布拉格衍射现象进行验证讨论。
关键词
微波、布拉格衍射、光学特性。
实验目的
1.了解微波的原理及实验装置
2.认识微波的光学特性及测量方法
3.明确布拉格公式的解释以及用微波实验系统验证该公式。
实验原理
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），因此要微波进行波动实验比光学实验更直观，安全。
１.微波的单缝衍射λ
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。
缝后出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央两侧的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a *sin 1λ
ϕ-=，其中是λ波长，a 是狭缝宽度。
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：)43.1(sin 1a λ
ϕ-= 。
如图２－１。
图２－１
２.微波的双缝干涉 当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。
由两缝发出的次级波是相干波。
当然，光通过每个缝也有衍射现象。
为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，实验中令缝宽a 接近λ。
干涉加强的角度为)*(sin 1b a K +=-λ
ϕ，其中K=1，2，...，干涉减弱角度为：。