电磁场与微波测量实验五极化实验.docx

北京邮电大学电磁场与微波测量实验实验五 极化实验学院： 电子工程学院 班级： 组员： 执笔： 目录1.实验内容11.1实验目的11.2实验设备11.3实验步骤12.实验原理23.实验数据24.数据与误差分析24.1数据分析24.2误差分析34.2.1导致误差出现的可能原因34.2.2减小误差的方法35.思考题36.实验心得与体会4 1. 实验内容1.1实验目的1培养综合性设计电磁波实验方案的能力2验证电磁波的马吕斯定理1.2实验设备S426型分光仪。1.3实验步骤1设计利用S426型分光仪验证电磁波马吕斯定律的方案；方案：将S426型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，接收喇叭课程从此处读取（090，以10度为间隔），继而进行验证。2根据设计的方案，布置仪器，验证电磁波的马吕斯定律。实验仪器布置通过调节，使A1取一较大值，方便实验进行。然后，再利用前面推导出的，将仪器按下图布置。A12.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，这样的横电磁波叫线极化波。在光学中也叫偏振波。偏振波电磁场沿某一方向的能量有一定关系。这就是光学中的马吕斯定律：式中I为偏振波的强度，为I与I0间的夹角。3.实验数据 （度）I（A）0102030405060708090理论值88.085.377.766.051.636.422.010.32.70实验值88.079.069.059.047.033.019.09.02.404.数据与误差分析4.1数据分析对应的理论值与实验值的相对误差如下表所示（度）相对误差0 10 20 30 40 50 60 70809007.38%11.2%10.6%8.91%9.34%13.6%12.6%11.1% 0由上述表格分析可知，实验测得结果存在一定误差，但误差不大。4.2误差分析4.2.1导致误差出现的可能原因1.电流表精确度不理想；2. 旋转短波导的轴承环时由于人为误差角度间隔不一定为10度；3.旋转短波导的轴承环时接收喇叭的位置受到了影响；4.人为误差，对电流表进行读数时可能会出现误差；5.实验环境不理想，周围声音以及人员走动都会对实验数据产生影响；4.2.2减小误差的方法1.固定接收喇叭的位置，使其尽量不受短波导旋转时的影响 2.对电流表进行读数时，待读数稳定后再进行读数3.尽量保持实验环境不变5.思考题（1）垂直极化波是否能够发生折射？为什么？给出推导过程。答：不能。垂直极化波反射系数 R垂直=Ey1-Ey1+=Z垂直-Zz1Z垂直+Zz1此处Z垂直=2sec=21-(12)sin2-12 Zz1=1sec由可知反射系数R垂直=cos-21-sin2cos+21-sin2若要垂直极化波发生全折射，则需反射系数R垂直为0故则需1=2，这也说明在实际情况下，垂直极化波无法发生全折射（2）本实验中，水平极化和垂直极化可以调节吗?平行极化波如何调节出来，自行设计实验方案,如何验证全折射的原理？答：可以调节。旋转发射喇叭口90度，即可得到平行极化波。验证全折射实验方案：先旋转发射喇叭口，得到平行极化波，调整接受喇叭口，使其相一致；然后在平台中央放上玻璃板，调整入射角度，测量发射波电场强度，读出读数机构的读数，如果为零，则说明发生了全折射。验证电磁波全折射原理的实验方案：首先根据以下推导，求出。（相关系数可查书）极化波反射系数 R平行=Ex1-Ex1+=Z垂直-Zz1Z垂直+Zz1 = 21-sin2-21cos21-sin2+21cos令R平行=0，则平行极化波发生全折射即 21cos=21-sin2R平行=0=p=sin-121+2=tan-1216.实验心得与体会极化实