微波干涉和布拉格衍射

实验：微波干涉和布拉格衍射 一、 实验目的 1、 进一步熟悉迈可尔逊干涉原理。 2、 了解微波的布拉格衍射。 3、 测量微波布拉格衍射的波长。 二、 实验仪器 1、 微波分光计。 2、 模拟晶体点阵架。 3、 反射板。 三、 微波简介 微波波长范围：1mm-1cm 的电磁波（01081010A），不可见光。本仪器发出的微波波长为32.02cm。 1．微波的特性 微波是电磁波频谱中极为重要的一个波段，波长在1mm~1m 之间，频率为3108 ~ 31011Hz。其特点为： ①波长短。具有直线传播和良好的反射特性，在通讯、雷达、导航等方面得到广泛应用。 ②频率高。周期和电子在电子管内部的电极间渡越时间相近，必须采用电磁场和电磁波理论的方法来研究它。低频中以集中参数表示的元件，如电阻、电容、电感对微波已不适用，要改用分布参数表征的波导管、谐振腔等微波元件来代替。 ③穿透性，微波可以穿透地球周围的电离层而不被反射，不同于短波的反射特性，可广泛用于宇宙通讯、卫星通信等方面。 ④量子特性，在微波波段，单个量子的能量约为10-6~10-3eV，刚好处于原子或分子发射或吸收的波长范围内。为研究原子和分子结构提供了有力的手段。 2．微波的产生和测量 微波信号不能用类似无线电发生器的器件产生，产生微波需要采用微波谐振腔和微波电子管或微波晶体管。 1) 谐振腔通常为其内表面用良导体制成的一个闭合的腔体。为提高品质因数 Q，要求表面光洁并镀银。谐振频率取决于腔体的形状和大小。 2) 体效应二极管为利用砷化镓、砷化铟、磷化铟等化合物制成的半导体固体振荡器。载流子在半导体的内部运动有两种能态，由于器件总有边界面，且晶体杂质浓度不均匀，当外加电场为某一值时，会出现不稳定性，即产生微波振荡。 3) 微波信号的检测，需要高频响应微波二极管。在微波范围内，二极管的结电容对整流后的信号滤波，从而在二极管两端得到一直流电压，可用微安表测量，其大小取决于微波信号的振幅。 四、 仪器介绍 微波分光计：用来观察、测量微波反射、折射、干涉、衍射的仪器。主要由四部分组成： 1、发射部分：由固态振荡器产生的微波信号经过衰减器送至发射喇叭天线，向外发射单一波长的微波信号。（相当于单色光）。 2、接收部分：接受喇叭天线、晶体检波器、微安表组成。 3、分度盘：测量转角。平台可以放置元件。 4、附件：用来做布拉格衍射、微波波长测量、单缝、双缝衍射的零件。 实验仪器——微波分光计 微...