電磁場與電磁波實驗(參考版)
2025-04-20 07:33本頁面
【正文】 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)2 Tn=2cosθcosθ+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。尤其在讀角度的時候，刻度線離儀器有一距離，容易產(chǎn)生偏差。 3）把發(fā)射天線喇叭轉(zhuǎn)到任意方向（例如順時針旋轉(zhuǎn)450），使入射角θ1=θp，在反射波方向分別測量水平極化波和垂直極化波，記錄實驗結(jié)果，把測量數(shù)據(jù)填入表34.五、實驗數(shù)據(jù)（1）電磁波入射到良導體表面的反射特性：表31 入射場E01 74uA入射角θ1300400500600反射角θ1‘300400500600反射場E01’62uA68uA86uA71uA（2）平行極化波斜入射到介質(zhì)板上的全折射實驗：(玻璃的介電常數(shù)約為5)表33全折射現(xiàn)象θp入射場E01反射場E01‘折射場E02測量值計算值74uA0uA86uA600表34發(fā)射喇叭位置入射場E01（水平）入射場E01（垂直）反射場E01‘（水平）反射場E01‘（垂直）45030uA18uA0uA16uA六、實驗結(jié)果整理（1）當電磁波入射到良導體表面時，有反射波也有折射波，并且發(fā)生了反射波強度大于入射波的情況，經(jīng)過分析，得出原因如下：（2）平行極化波斜入射到介質(zhì)板上能發(fā)生全折射，但是垂直極化波斜入射到介質(zhì)板上不能發(fā)生斜入射，原因為：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)2 Tn=2cosθcosθ+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。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺改變?nèi)肷浣牵笶01=E02，同時得到斜入射時，反射波場強為零的入射角（可把接收天線轉(zhuǎn)到反射波方向驗證），這時θ1=θp，把測量數(shù)據(jù)填入表33中。（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）。改變?nèi)肷浣铅?，測在反射角θ1‘=θ1時的反射波場強E01’（仍用微安表指示的電流表示），把測試數(shù)據(jù)填入表31中。（2）測試電磁波入射到良導體表面的反射特性 首先不加反射板，使發(fā)射天線與接收天線互相對正，調(diào)整固態(tài)信號源，測出入射波電場（可使微安表指示80uA）。三、實驗內(nèi)容（1）測量電磁波入射到良導體表面的反射特性（2）觀察，測試介質(zhì)板上的反射與折射（3）測試平行極化波斜入射到介質(zhì)板上發(fā)生全折射時的布儒斯特叫（4）觀察垂直極化波斜入射到介質(zhì)板上
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