电磁场与电磁波实验报告2

电磁场与电磁波实验报告 实验一 电磁场参量的测量 一、 实验目的 1、 在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。 2、 熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长  ，并确定电磁波的相位常数 和波速。 二、 实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长  的值，再由 2，f 得到电磁波的主要参量：  和 等。 本实验采取了如下的实验装置 设入射波为jiieEE0，当入射波以入射角1 向介质板斜投射时，则在分界面上产生反射波rE 和折射波tE 。设介质板的反射系数为 R，由空气进入介质板的折射系数为0T ，由介质板进入空气的折射系数为cT ，另外，可动板2rP 和固定板1rP 都是金属板，其电场反射系数都为-1。在一次近似的条件下，接收喇叭处的相干波分别为1001jicreETRTE，2002jicreETRTE 这里 13112rrrLLL；231322222LLLLLLrrrr； 其中12LLL。 又因为1L 为定值，2L 则随可动板位移而变化。当2rP 移动 L 值，使3rP 有零指示输出时，必有1rE 与2rE 反相。故可采用改变2rP 的位置，使3rP 输出最大或零指示重复出现。从而测出电磁波的波长 和相位常数  。下面用数学式来表达测定波长的关系式。 在3rP 处的相干波合成为210021jjicrrreeETRTEEE 或写成 200212cos2jicreETRTE （1-2） 式中L221 为了测量准确，一般采用3rP 零指示法，即02cos 或 )12(n，n=0,1,2...... 这里n 表示相干波合成驻波场的波节点（0rE）数。同时，除n=0 以外的n 值，又表示相干波合成驻波的半波长数。故把n=0 时0rE驻波节点为参考节点的位置0L 又因 L22 （1-3） 故 Ln2212 或 )12(4nL (1-4) 由（1-4 ）式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的值。当 n=0 的节点处0L 作为第一个波节点，对其他 N 值则有： n=1，24401LLL ,对应第二个波节点，或第一个半波长数。 n=1...