实验一：电磁波反射和折射实验

电磁场与微波测量第一次实验——电磁场与微波测量实验2017-3-11院系：电子工程学院2017-3-11院系：电子工程学院 班级：2014211201组号：7组 组员：梁嘉琪（报告）李婉婷学号：20142108192014210820 一、实验目的1、熟悉S426型分光仪的使用方法。2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法。3、掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法。二、实验设备与仪器S426型分光仪三、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处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，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。验证均匀平面波在无耗媒质中的传播特性；均匀平面波垂直入射理想电解质表面的传播特性。四、实验内容与步骤1、熟悉分光仪的结构和调整方法。2、连接仪器，调整系统。仪器连接时，两喇叭口面应互相正对，他们各自的轴线应在一条直线上。指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座（与支座上刻线对齐）拉起平台上四个压紧螺钉旋转一个角度放下，即可压紧支座。3、测量入射角和反射角反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座线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90刻度的一对刻线一致。这时小平台上的0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，这角度的读数就是入射角，然后转动活动臂在电流表上找到最大指示处，此时活动臂的指针所指的刻度就是反射角。如果此时表头指示太呆或太小，应调整衰减器、固态振荡器或晶体检波器，使表头指示接近满量程。4、注意：做此项实验，入射角最好取30至65度之间。因为入射角太大接受喇叭有可能直接接受入射波。注意系统的调整和周围环境的影响。五、实验数据与处理：1.金属板实验：入射角(º)3035404550556065反射角(º)20.52831.536.5424855.560入射角和反射角的绝对差值9.578.58.5874.55结论：入射角越大，入射角和反射角绝对差值越小。接受信号越强，受影响越小。2.观察介质板（玻璃板）上的反射和折射实验：读出一级极小和一级极大值，并与理论值相比：一级极小值一级极大值理论值测量值一级极小值28一级极大值34结论：测量值与理论值有误差，极小值差的不多，极大值有较大误差。首先仪器产生的系统误差无法避免，测量时产生随机误差，还有实验室的很多仪器的辐射产生的各种误差。(2)单缝衍射实验a=50mmλ=32mm读出一级极小和一级极大值，并与理论值相比：一级极小值一级极大值理论值测量值一级极小值39.836一级极大值73.742结论：极大值的误差太大了，各种仪器的互相影响太过严重。(3)单缝衍射实验a=20mmλ=32mm读出一级极小和一级极大值，并与理论值相比：一级极小值一级极大值测量的数据也无结果。结论：由于缝过小，狭缝的宽度小于光波波长，根据单缝干涉定理，整个观察屏被明纹覆盖，无极大极小值。

实验三：双缝干涉实验一、实验目的掌握来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的影响。二、实验设备S426型分光仪。三、实验步骤1.仪器连接时，预先接需要调整双缝缝衍射板的缝宽；2.将板子放到支座上，是狭缝平面与支座下面的小圆盘的某一刻线一致，此刻线应与工作平台上的90°刻度的一对线一致；3.转动小平台，使固定臂的指针在小平台的180°处，此时小平台的0°就是狭缝平面的发现方向；4.调节信号电平使表头指示接近满读；5.从衍射角0开始，在双缝的两侧使衍射角每改变1度读取一次表头读数，并记录下来。四、实验原理当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上，则每一条狭缝就是次级波波源。由两缝发出的次级波就是相干波，因此在金属板的后面空间中，将产生干涉现象。当然，光通过每个缝也有衍射现象。因此本实验是将衍射和干涉两者结合的结果。为了主要研究来自双峰的两书中央衍射波相互干涉的结果，这里假设吧、为双缝的间距，a为S1,S2双缝的宽度，a接近波长λ，例如：λ=3.2cm，a=4cm，这时单缝的一级极小衍射角接近53°，因此取较大的b，则干涉强度受单缝衍射的影响较小；反之，当b较小时，干涉强度受单缝衍射影响较大。干涉加强的角度为：,K=1,2···干涉减弱的角度为：,K=1,2···五、实验结果：(1)双缝a=40mmb=80mmλ=32mm读出极小和极大值，并与理论值相比：极小值带入a=40mmb=80mmλ=32mm极大值K=0K=1K=2极大值(理论)015.4732.23极大值(实际)61320极小值(理论)7.6623.5841.81极小值(实际)101634误差分析：极大值的误差很大，极小值还好。由于实验对周围环境的要求较高，实验室中的各种反射，人的走动有很大的影响；其次，双缝衍射板的精确度不高；仪器的喇叭天线可能没有完全对准。(2)双缝a=30mmb=70mmλ=32mm读出极小和极大值，并与理论值相比：极小值带入a=30mmb=70mmλ=32mm极大值K=0K=1K=2极大值(理论)018.6639.79极大值(实际)4924极小值(理论)9.2128.6953.13极小值(实际)81433误差分析：极大值的误差很大，极小值还好。由于实验对周围环境的要求较高，实验室中的各种反射，人的走动有很大的影响；其次，双缝衍射板的精确度不高；仪器的喇叭天线可能没有完全对准。六、思考题

1.试阐述a、b的变化对干涉产生的影响；

答：由公式①②可知，在b较大的情况下，增大a、b会减小级大干涉角和极小干涉角的角度；反之增大。当b不是较大的情况下，单缝衍射的极小可能会与双缝干涉的极大重合，导致极大消失。

2.假设b趋近于0，实验结果的变化趋势将如何？

答：当b趋近于0，实验结果的变化趋势将与单缝衍射的结果相类似。

七、实验心得与体会

电磁场与微波测量实验是由两个人组队的实验，通过本次试验，我们知道了同学之间互相合作的重要性。我们组两个个成员通过分工合作完成任务，实验的期间不断