电磁波的反射及单缝衍射实验

1、电磁波的反射及单缝衍射实验室名称：2301实验时间：2017.3.20姓名：学号： 专业：指导教师：成绩教师签名：年 月 日一、实验目的掌握DH926B型微波分光仪的基本使用方法。通过实验观察测量电磁波在传播方向上遇到金属媒质时所产生的现象和规律。学习如何分析和消除系统误差。通过实验了解电磁波的衍射现象。掌握电磁波单缝衍射时衍射角对衍射强度的影响。二、实验器材及软件DH926B型微波分光仪DH1121B型三厘米固态信号源喇叭天线DH926AD型数据采集仪单缝板计算机金属反射板三、实验原理微波与其它波段的无线电波相比具有：波长极短，频率很高，振荡周期极短的 特点。微波传输具有似光特性，其传播为直

2、线传播。电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射。本实验以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，艮即反射电磁波位于入射电磁波和通过入射点的法线所决定的平面上，反射电磁波和入射电磁波分别位于法线两侧；反射角e r等于入射角。i 。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。在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。在中央的两侧衍射波强-1 A（p = Sin TOC o 1-5 h z 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-，其中入是波长，a是狭缝宽度。两者取同一长度单位，然后，

3、随着衍射角增大，_/3 2Ap = Sin |衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为V2 幻。四、实验步骤熟悉微波分光仪的结构和调整方法。按实验指导书连接仪器，调整系统至稳态。调节衰减器，使微安表的读数指示合适。测量入射角和反射角并进行数据采集。（通过计算机上的软件进行智能采集）转动小平台，使固定臂指针在某一角度，角度读数便是入射角。然后转动活动臂根据采集结果找到一最大指标，此时活动臂的指针所指刻度就是反射角。将单缝衍射板的缝宽a调整为70mm左右，将其安放在刻度盘上，衍射板的边线与刻度盘上两个90对齐。记录数据五、实验数据30度时：35度时：脚国此栗集商Y离开（F6）】糠集(Fl)

4、pT 印(“)a=7cm 时:角度05101520253035404550电左542.81.81.50.10.20.20.10.90.8压右53.72.81.60.60.20.20.20.10.60.1a=5cm 时:角度510152025303540455055电左2.61.71.41.40.20.60.10.40.20.50.1压右21.61.20.80.50.40.10.20.20.30.1a=2cm 时:角度051015202530354045505560电压左0.80.90.80.50.70.20.50.40.40.80.10.50.2右0.80.0.60.50.50.30.40.2

5、0.60.20.40.20.0 9a=2cm时的折线图:图表标题六、实验小结由实验结果可知，在误差允许范围内，反射角近似等于入射角。所以电磁波的反 射遵循反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和 入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。由实验结果记录可知，在误差允许范围 内，反射角近似等于入射角。而对于电磁波的衍射，通过分析数据和查找资料可知， 当缝宽取7cm和5cm时，即缝宽大于信号源的波长入时，电磁波可以发生衍射现象。 但通过相关的计算可以得出理论上算出的衍射角和实际测量出来的衍射角大小误差 不大，这些差是允许出现的，所以实际测量值可以看做是准确的。但当缝宽取2

6、cm时， 所得出的数据比较紊乱，没有规律，找不到衍射角，通过理论计算也得出错误答案。 这是因为当缝宽小于波长入时，电磁波不能发生衍射现象。从实际测得的数据来看也 得出了相应的结论。另外，通过这次试验，我也熟悉了 DH926B型微波分光仪的基本 使用方法，同时也加深了对电磁波理论相关知识的了解，培养了自己的动手能力。七、实验思考题电磁波的反射与单色激光的反射有何相同有何不同？答：相同点：电磁波的反射和单色激光的反射都严格遵循反射定律。即反射角等 于入射角。不同点：电磁波中包含了不同频率的波成分，能量分散，导致方向性不怎 么强，即以面的形式入射。而单色激光束频率单一，能量高度集中，方向性好。即反 射时以肉眼可见的光波速反射。总的来说，二者反射的外在表现形式不同，一个为 “面”，一个为“线”。试验中，反射角会出现几次极大值？为什么？答：通过实验数据可得，实验的所有角度出现1次极大值，因为在正常情况下， 反射角等于入射角，所以只会出现一次极大值。试验中，