电磁场实验报告

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电子在电磁场中的运动规律-实验报告

电子在电磁场中的运动规律-实验报告电子在电磁场中的运动特性研究一、实验目的 1、测试电偏转 2、测试磁偏转 3、测试电聚焦 4、测试磁聚焦二、实验原理（一）电偏转电子从阴极发射出来后，受阳极作用而加速。

如果电子逸出阴极时的初始动能可以忽略不计，那么它从2A 射出时的动能就由下式确定：2221eV mv zv =√2eU 2m过阳极A2的电子以v 的速度进入两个分别平行的平行板电容器间。

若在某个平行板间加上电压U ，板间距离为d ，则板间电场（近似视为匀强电场）E =Ud 。

设电子速度方向为z ，电场方向为Y 轴，平行板正中央为x轴。

初，vz =v；vy=0；电子通过板所需时间为t=lv；电子在平行板间加速度为ay=−eEm,则射出平行板时y方向上位移y1=12a y t2=⋯=Ul24U2d速度V y=a y t,V x=v,tanθ=VyVx=Ul2U2d又由图知，D=y1+Ltanθ所以D=12UlU2d(l2+L)（二）电聚焦聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。

由于各电极上电位不同，在他们之间形成了弯曲的等位面，电力线。

这样就使电子束的路径发生弯曲，这样的组合称为电子透镜。

改变等位面的弯曲程度，可以改变聚焦的位置。

（三）磁偏转同（一），电子飞出加速电场后，在匀强磁场中受洛伦兹力F=evB，速度大小不变，方向变化。

电子做匀速圆周运动evB=mV 2R ,R=mveB。

电子离开磁场后直射荧光屏。

（四）磁聚焦和电子荷质比同（一），若平行板间没有电压，可在荧光屏上得到一小亮点。

若给其中一对偏转板加上交变电压，电子将获得垂直于轴向的分速度Vy。

若加上一平行于轴向的磁场B，平行轴向分速度Vx 不产生洛伦兹力，所以F洛=eVyB，这个力使电子在前进的过程中在垂直于轴向的平面做圆周三、实验步骤1、开启电源，适当调节辉度、聚焦，使屏上光点聚成一细点。

2、光点调零。

在“X（或Y）调节”处调节，先使电压表示数为零，然后调节调零旋钮，使光点位于中心点。

电磁场与微波技术实验报告(全)

信息与通信工程学院电磁场与微波技术实验报告班级：姓名：学号序号：日期：1实验二：分支线匹配器一、实验目的掌握支节匹配器的工作原理；掌握微带线的基本概念和元件模型；掌握微带线分支线匹配器的设计和仿真。

二、实验原理支节匹配器支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。

单支节匹配器：调谐时，主要有两个可调参量：距离d 和分支线的长度l。

匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0 + jB 形式，即Y = Y0 +jB ，其中Y0 = 1/Z0。

并联开路或短路分支线的作用是抵消Y 的电纳部分，使总电纳为Y0，实现匹配，因此，并联开路或短路分支线提供的电纳为−jB ，根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l，这样就达到匹配条件。

双支节匹配器：通过增加一支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（注意双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。

微带线微带线是有介质εr(εr > 1) 和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为εe ，介于1 和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W。

而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。

三、实验内容已知：输入阻抗Z in = 75 Ω 负载阻抗Z L = (64 + j35) Ω特性阻抗Z0 = 75 Ω介质基片εr = 2.55，H = 1mm，导体厚度T 远小于介质基片厚度H。

2假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离d1 = λ/4 ，两分支线之间的距离为d2 = λ/8。

画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。

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。

电磁模拟试验实验报告

一、实验目的1. 理解电磁场的基本概念和基本定律。

2. 掌握电磁场模拟实验的方法和步骤。

3. 通过实验验证电磁场理论，加深对电磁场理论的理解。

二、实验原理电磁场是电荷和电流在空间中产生的场，具有电场和磁场两个基本部分。

电磁场的基本定律包括库仑定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组。

三、实验仪器1. 电磁场模拟器2. 直流电源3. 电阻、电容、电感元件4. 连接线5. 示波器6. 数据采集器四、实验内容1. 构建电磁场模拟电路2. 测量电路中的电场和磁场3. 分析实验数据，验证电磁场理论五、实验步骤1. 按照电路图搭建电磁场模拟电路，连接直流电源和电阻、电容、电感元件。

2. 使用示波器测量电路中的电场和磁场，记录数据。

3. 将实验数据导入数据采集器，进行数据分析。

4. 根据实验数据，验证电磁场理论。

六、实验结果与分析1. 电场和磁场的测量结果实验中，我们搭建了一个简单的LC振荡电路，测量了电路中的电场和磁场。

实验结果显示，电场和磁场的变化与理论计算相符。

2. 数据分析通过对实验数据的分析，我们验证了以下电磁场理论：（1）库仑定律：在真空中，两点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

（2）法拉第电磁感应定律：当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势。

（3）麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组描述了电磁场的分布规律，包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培方程。

3. 实验误差分析实验中可能存在的误差包括：（1）测量仪器的精度限制：示波器和数据采集器的精度可能影响实验结果的准确性。

（2）电路搭建误差：电路搭建过程中可能存在连接不良、元件参数偏差等问题，导致实验结果与理论计算存在偏差。

七、实验总结本次电磁模拟试验实验，我们通过搭建电磁场模拟电路，测量电路中的电场和磁场，验证了电磁场理论。

实验结果表明，电磁场理论在实际情况中具有普遍性和准确性。

北京邮电大学电磁场与电磁波实验报告

信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告题目：校园无线信号场强特性的研究姓名班级学号序号指导老师：日期：2012年4月目录一、实验目的 (1)二、实验原理 (1)1、电磁波的传播方式 (1)2、尺度路径损耗 (1)3、阴影衰落 (2)4、建筑物的穿透损耗的定义 (3)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (4)1、实验对象的选择 (4)2、数据采集 (5)3、数据录入 (5)4、数据处理 (6)五、实验结果与分析 (7)1、磁场强度地理分布 (7)2、磁场强度统计分布 (13)3、建筑物的穿透损耗 (18)六、问题分析与解决 (18)1、测量误差分析 (18)2、场强分布的研究 (19)七、分工安排 (19)八、心得体会 (19)九、附录：数据处理过程 (21)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的测试方法；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量方法，理解建筑物穿透损耗的概念；4. 通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系；5. 研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。

二、实验原理1、电磁波的传播方式无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。

对于接受者，只有处在发射信号的覆盖区内，才能保证接收机正常接受信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。

因此基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。

决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率，馈线及接头损耗，天线增益，天线架设高度，路径损耗，衰落，接收机高度，人体效应，接收机灵敏度，建筑物的穿透损耗，同播，同频干扰等。

电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。

当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时，发生反射。

当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。

当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时，产生散射。

散射波产生于粗糙表面，如小物体或其它不规则物体﹑树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱。

电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验

电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验实验目的：1. 探究电磁波在不同介质中的反射和折射规律；2. 学习使用测量工具和观察现象，从实验中深化对电磁波的认知。

实验器材：1. 实验室用的电磁波发生器、接收器和天线；2. 不同介质的板子，如玻璃、塑料、水等；3. 直尺、支架、测角器等测量工具。

实验原理：1. 电磁波反射规律当电磁波从空气传播到介质边界时，如果介质的折射率大于空气，那么电磁波会被反射回来。

反射角等于入射角，即角度相等。

2. 电磁波折射规律当电磁波传播到介质边界时，如果两侧的折射率不同，电磁波会发生折射。

角度满足斯涅尔定律，即入射角和折射角的正弦之比在两个不同介质中是常数，即：sinθ1/sinθ2=n2/n1，其中θ1是入射角，θ2是折射角，n1和n2分别是两个介质的折射率。

实验步骤：1. 将电磁波发生器的天线对准接收器，并调整距离，使得接收器接收到最大强度的信号。

2. 选择一个介质板，将其放置在天线和接收器之间。

记录下入射角和反射角的值。

3. 更换不同的介质板，如玻璃、水、塑料等，重复步骤2。

4. 对于折射实验，将介质板斜放，入射光线从上方斜射入水中，观察折射出来的角度。

5. 测量介质板的厚度，并计算出介质的折射率。

实验结果：1. 反射实验中，记录下了不同介质的入射角和反射角。

通过比较不同介质的反射角可以发现，当折射率越大的时候，反射角越小，反之越大。

2. 折射实验中，记录下了入射角和折射角的值，并计算出了水的折射率。

分析与讨论：通过实验发现，电磁波的反射和折射规律与光学的规律相同，具有相似的物理原理。

另外，实验中需要注意精确度，例如使用测角器来测量角度，要保证角度的精确度，以免影响结果。

此外，实验中不同介质的反射、折射规律的不同也需要谨慎对待。

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电磁场实验报告
电磁场实验报告
引言：
电磁场是物理学中重要的概念之一，它涉及到电荷与电流之间的相互作用以及它们所产生的力和能量。

为了更好地理解电磁场的性质和特点，我们进行了一系列的实验研究。

本报告将介绍我们所进行的实验、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。

实验一：电磁感应
实验目的：通过观察电磁感应现象，了解磁场对电流的影响。

实验装置：我们使用了一个螺线管和一个磁铁。

螺线管上绕有细导线，两端接入电压表。

实验步骤：首先，我们将螺线管放在水平桌面上，然后将磁铁靠近螺线管的一端。

观察电压表的读数。

实验结果：当磁铁靠近螺线管时，电压表的读数发生了变化。

当磁铁靠近螺线管的一端时，电压表的读数为正值；当磁铁远离螺线管时，电压表的读数为负值。

分析和讨论：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。

在本实验中，当磁铁靠近螺线管时，磁场的磁通量发生了变化，从而在螺线管中产生了感应电动势。

这解释了为什么电压表的读数发生了变化。

实验二：电磁铁
实验目的：通过制作一个简单的电磁铁，观察电流对磁场的影响。

实验装置：我们使用了一根铜线、一块铁心和一个电源。

实验步骤：首先，我们将铜线绕在铁心上，形成一个线圈。

然后将线圈的两端接入电源。

观察铁心的磁性。

实验结果：当通电时，铁心表现出磁性，可以吸引和悬浮一些小的铁质物体。

分析和讨论：根据安培定律，电流通过导线会产生磁场。

在本实验中，当电流通过铜线时，产生的磁场使铁心磁化，从而表现出磁性。

这解释了为什么铁心可以吸引和悬浮小的铁质物体。

实验三：电磁波
实验目的：通过观察电磁波的传播，了解电磁场的波动性质。

实验装置：我们使用了一个发射器和一个接收器。

实验步骤：首先，我们将发射器放置在一个位置，然后将接收器放置在另一个位置。

观察接收器是否能够接收到发射器发出的信号。

实验结果：当发射器工作时，接收器能够接收到发射器发出的信号。

分析和讨论：根据麦克斯韦方程组，变化的电场和磁场可以相互激发对方，形成电磁波的传播。

在本实验中，发射器产生的电磁波能够被接收器接收到，这说明电磁波能够传播。

结论：
通过以上实验，我们对电磁场的性质和特点有了更深入的了解。

电磁感应实验表明磁场对电流的影响，电磁铁实验展示了电流对磁场的影响，而电磁波实验揭示了电磁场的波动性质。

这些实验结果与电磁场的理论相吻合，加深了我们对电磁场的认识。

尽管实验结果与理论相符，但仍有一些限制。

例如，实验中使用的装置可能存
在一定的误差，实验条件也可能不完全符合理想情况。

因此，在进行实验研究时，我们需要更精确的仪器和更严谨的实验设计。

总之，电磁场实验是深入理解电磁场的重要途径。

通过实验，我们可以直观地观察到电磁场的现象，并验证理论模型。

这有助于我们更好地理解电磁场的本质和应用。