電磁場與電磁波實驗(完整版)
【正文】 θcosθ+ε2ε1(sinθ)2對于一般媒質(zhì)ε1≠ε2，μ1≠μ2，可以證明，垂直極化波無論是從光疏媒質(zhì)入射到光密媒質(zhì)，還是從光密媒質(zhì)入射到光疏媒質(zhì)，總有：cosθ≠ε2ε1(sinθ)2，即RN≠0所以不可能發(fā)生全折射。最后可把接收天線轉(zhuǎn)到導(dǎo)體板后（1800刻線處），觀察有無折射波。以及在調(diào)整喇叭的角度時，人眼有誤差。 2）把發(fā)射天線和接收天線都轉(zhuǎn)到垂直極化波工作狀態(tài)，重復(fù)上述實驗，觀察有無全折射現(xiàn)象。打開固態(tài)信號源上的開關(guān)，連接在接收喇叭天線上的微安表將有指示，分別調(diào)整發(fā)射喇叭天線和接收喇叭天線的方向，使微安表的指示最大，這時發(fā)射天線與接收天線互相對正。 。/mm\L右39。，并根據(jù)相應(yīng)關(guān)系式，得到被測介質(zhì)板的εr值，介質(zhì)中的電磁波參量λ、β、ν及分界面上的R、T的值。實驗二 均勻無耗媒質(zhì)參量的測量一、實驗?zāi)康?，來研究均勻無損耗媒質(zhì)參量εr的測試；、β、ν與自由空間內(nèi)電磁波參量λ0、β0、c的差別；。：用旋轉(zhuǎn)手柄使反射板移動，從表頭上測出n+1個零點，同時從讀數(shù)機構(gòu)上得到所有節(jié)點位置L0到Ln，并記錄。移動可動板Pr2，并測出相應(yīng)節(jié)點位置L，根據(jù)測得的L值及n值，計算λ、β、ν，并計算λ0(=cf0)，并與所測λ進行比較。當入射波以入射角θ1向介質(zhì)板斜投射時，則在分界面上產(chǎn)生反射波Er和折射波Et。二、實驗原理兩束等幅，同頻率的均勻平面電磁波，在自由空間以相同或相反方向傳播時，由于初始相位不同發(fā)生干涉現(xiàn)象，在傳播路徑上可形成駐波場分布。故把n=0時Er=0的駐波節(jié)點為參考節(jié)點的位置L0，又因Δ?=2*(2πλ)*ΔL故2n+1π=2*(2πλ)*ΔL或4ΔL=2n+1λ可得λ=2(LnL0)n (n為半波長數(shù)，一般n=4已足夠)圖22 相干波Er1和Er2分布圖三、實驗內(nèi)容，使用方法，特別要熟悉和掌握利用相干波原理測試電磁波波長的方法。，調(diào)整發(fā)射端的衰減器以控制信號電平，使Pr3表頭指示為80。介質(zhì)板旋轉(zhuǎn)90176。首先固定Pr1，移動Pr2使Pr3出現(xiàn)零指示，此時Pr2的位置在L3，然后緊貼Pr2的表面放置具有厚度為δ的待測εr介質(zhì)樣品板，Pr2仍處于波節(jié)點位置L3，由于εr板的引入使Pr3指示不再為零,如圖22中的（a）和（b）所示：我們把喇叭輻射的電磁波近似看做平面波，設(shè)Pr3接收喇叭處的平面波表達式：Er2=E0rejβz由于Pr2處存在厚度為δ的εr的媒質(zhì)板（非磁性材料的媒質(zhì)μr=1）使Pr3處的Er1和Er2之間具有相位差。，使Pr2由L移到L‘處使Pr3再次示零，得到ΔL=LL‘。七、思考題 本實驗內(nèi)容用μr=1測試均勻無損耗媒質(zhì)εr值，可否測μr≠1的磁介質(zhì)？試說明原因。沿任意方向極化的平面電磁波，以θ1=θp入射到兩種媒質(zhì)的分界面上時分界面上時反射波中只有垂直極化波分量，利用這種方法可以產(chǎn)生垂直極化波。（3）平行極化波斜入射到介質(zhì)板上的斜折射實驗 1）把發(fā)射天線和接收天線都轉(zhuǎn)到平行極化波工作狀態(tài)，首先測量入射波電場E01（可使微安表指示80uA）。八、思考題在介質(zhì)板表面，斜投射垂直極化波時能否發(fā)生全折射，為什么？答：波入射到兩種媒質(zhì)的分界面上，反射系數(shù)Rn和折射系數(shù)Tn分別為：Rn=cosθε2ε1(sinθ)2cosθ+ε2ε1(sinθ)
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