第一篇：電磁場與電磁波論文

《電磁場與電磁波論文》

學院：信息科學與工程學院 專業：電子信息工程 班級：電子0902班 學號：20092712 姓名：++++++++

電磁場與電磁波的實際應用

電磁波是電磁場的一種運動形態。電與磁可說是一體兩面，電流會產生磁場，變動的磁場則會產生電流。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁場與電磁波在實際生產、生活、醫學、軍事等領域有著廣泛的應用，具有不可替代的作用。如果沒有發現電磁波，現在的社會生活將是無法想象的。

（一）在生產、生活上的應用

靜電場的最常見的一個應用就是帶電粒子的偏轉，這樣象控制電子或是質子的軌跡。很多裝置，例如陰極射線示波器，回旋加速器，噴墨打印機以及速度選擇器等都是基于這一原理的。陰極射線示波器中電子束的電量是恒定的，而噴墨打印機中微粒子的電量卻隨著打印的字符而變化。在所有的例子中帶電粒子的偏轉都是通過兩個平行板之間的電位差來實現的。1.磁懸浮列車

列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體N極所排斥。列車前進時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環交替，列車就向前奔馳。

穩定性由導向系統來控制。“常導型磁吸式”導向系統，是在列車側面安裝一組專門用于導向的電磁鐵。列車發生左右偏移時，列車上的導向電磁鐵與導向軌的側面相互作用，產生排斥力，使車輛恢復正常位置。列車如運行在曲線或坡道上時，控制系統通過對導向磁鐵中的電流進行控制，達到控制運行目的。

“常導型”磁懸浮列車的構想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出。

“常導型”磁懸浮列車及軌道和電動機的工作原理完全相同。只是把電動機的“轉子”布置在列車上，將電動機的“定子”鋪設在軌道上。通過“轉子”，“定子”間的相互作用，將電能轉化為前進的動能。我們知道，電動機的“定子”通電時，通過電磁感應就可以推動“轉子”轉動。當向軌道這個“定子”輸電時，通過電磁感應作用，列車就像電動機的“轉子”一樣被推動著做直線運動。2.電磁泵

利用磁場和導電流體中電流的相互作用，使流體受電磁力作用而產生壓力梯度，從而推動流體運動的一種裝置。實用中大多用于泵送液態金屬，所以又稱液態金屬電磁泵。電磁泵按電源形式可分為交流泵和直流泵；按液態金屬中電流饋給的方式可分為傳導式電磁泵和感應式電磁泵；按結構不同可分為平面泵和圓柱泵等。傳導式泵中，電流由外部電源經泵溝兩側的電極直接傳導給液態金屬；感應泵中，電流則由交變磁場感應產生。電磁泵沒有轉動部件，結構簡單，密封性好，運轉可靠，因此在化工、印刷行業中用于輸送一些有毒的重金屬，如汞、鉛等；在原子能動力工業中用于輸送化學性質特別活潑的金屬，如鈉、鉀、鈉鉀合金；在鑄造企業中可以用來做鋁、鎂等活潑金屬的定量泵，但現在主要為軍工等大型企業使用。

3.磁流體發電機

磁流體發電中的帶電流體，它們是通過加熱燃料、惰性氣體、堿金屬蒸氣而得到的。在幾千攝氏度的高溫下，這些物質中的原子和電子的運動都很劇烈，有些電子甚至可以脫離原子核的束縛，結果，這些物質變成自由電子、失去電子的離子以及原子核的混合物，這就是等離子體。將等離子體以超音速的速度噴射到一個加有強磁場的管道里面，等離子體中帶有正電荷、負電荷的高速粒子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏移，于是在兩極之間產生電壓，用導線將電壓接入電路中就可以使用了。

磁流體發電的另一個好處是產生的環境污染少。利用火力發電，燃燒燃料產生的廢氣里含有大量的二氧化硫，這是造成空氣污染的一個重要原因。利用磁流體發電，不僅使燃料在高溫下燃燒得更加充分，它使用的一些添加材料還可以和硫化合，生成硫酸鉀，并被回收利用，這就避免了直接把硫排放到空氣中，對環境造成污染。

利用磁流體發電，只要加快帶電流體的噴射速度，增加磁場強度，就能提高發電機的功率。人們使用高能量的燃料，再配上快速啟動裝置，就可以使發電機功率達到1000萬kW，這就滿足了一些需要大功率電力的場合。目前，中國，美國、印度、澳大利亞以及歐洲共同體等，都積極致力于這方面的研究。4.微波爐

微波爐（microwave oven/microwave），顧名思義，就是用微波來煮飯燒菜的。微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具。微波是一種電磁波。微波爐由電源，磁控管，控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內。在烹調腔的進口處附近，有一個可旋轉的攪拌器，因為攪拌器是風扇狀的金屬，旋轉起來以后對微波具有各個方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調腔內。微波爐的功率范圍一般為500～1000瓦。從而加熱食物。

（二）電磁場與電磁波在醫學上的應用

1.電磁波在醫療上的應用

在科學上，稱超過人體承受或儀器設備容許的電磁輻射為電磁污染。電磁輻射分二大類，一類是天然電磁輻射，如雷電、火山噴發、地震和太陽黑子活動引起的磁暴等，除對電氣設備、飛機、建筑物等可能造成直接破壞外，還會在廣大地區產生嚴重電磁干擾。另一類是人工電磁輻射，主要是微波設備產生的輻射，微波輻射能使人體組織溫度升高，嚴重時造成植物神經功能紊亂。但是對電磁輻射，要正確認識，而且要科學防護。事實上，電磁波也如同大氣和水資源一樣，只有當人們規劃、使用不當時才會造成危害。一定量的輻射對人體是有益的，醫療上的烤電、理療等方法都是利用適量電磁波來治病健身 2.生物電磁場保健

將人體置于姜氏場導艙內接受載有青春信息的植物幼苗發射的生物電磁波。結果發現：人體紅細胞膜的滲透脆性降低，韌性增強；甲狀腺素、性激素分泌增加；免疫功能提高；腎上腺皮質激素分泌無明顯變化。提示：植物幼苗電磁波有助于紅細胞功能的發揮，促進機體新陳代謝，增加青春活力，提高性功能，增強免疫力從而對人體發揮返老還青和醫療保健作用。

3.激光治療

激光是60年代初出現的一種新光源。已廣泛應用于國防、農業、衛生醫療和科學研究，也是治療腫瘤的一種新方法。用它既能切割組織，又能同時止血，能使腫瘤組織迅速氣化和霧化，從而使腫瘤在瞬間消失。激光對組織具有熱、壓、光和電磁場效應的作用。

（1）、熱效應：激光能使腫瘤組織在幾秒種的短時間內，局部溫度高達200-1000攝氏度，使其變性、凝固壞死，繼而氣化消失。

（2）、壓力效應：激光本身的光壓和由高熱導致的組織膨脹引起的二次沖擊波，加深了腫瘤組織破壞。

(3)、光效應：激光被腫瘤組織吸收后，可增強熱效應，使腫瘤組織被破壞。(4)、電磁場效應：激光是一種電磁波。能產生電磁場，可使腫瘤組織離化、核分解而被破壞死亡，如有殘癌也可自行消退，這可能與免疫有關。激光制造成激光器、激光手術刀用于治療體表腫瘤，眼耳鼻咽喉腫瘤、神經腫瘤等。4.EMF系統

EMF系統是由（株）日本MDM公司開發研究生產的新一代腦外科手術器械。根據其作用原理，我們俗稱之為“電磁刀”。EMF系統利用高頻電磁能對機體組織進行汽化，切割和凝固。因該系統外周圍優良組織的熱損傷小且不需要對極板，因此尤其使用于腦外等精密外科。對硬性及深部微小腦瘤的去除極為有效。EMF系統與常規的電刀相比，在原理和設計上都有很大區別。EMF系統用于汽化，切割和凝固的輸出功率很小（49W以下），為一般電刀所不及。不需要對極板這一特點使單極手術刀用于腦外手術成為可能。沒有燒傷感電和破壞神經系統的危險，安全性高，使用方便。與激光刀相比，不需要眼球保護鏡和其它保護附件，操作時對患者和醫生均無危害。手術時與患部直接接觸，醫生可以靈活掌握調節。與超聲波刀相比，EMF系統對于硬化深部微小腫瘤的汽化治療效果尤為顯著。HandPiece非常輕便且呈彎曲狀，使視野不受影響，并有利于長時間手術。刀頭部分可以任意彎曲，適用于各種手術需要。5.微波治療

微波是指波長在1毫米至1米范圍內的非電離輻射高頻電磁波。70年代后期微波技術在醫療上得到應用。科學家研究發現，微波治療有3種：一是大劑量高熱治療腫瘤，能抑制腫瘤細胞的蛋白質合成，降低腫瘤細胞分裂速度，增強化療、放療效果；二是用于局部生物體組織的凝固治療，具有不炭化、不產生煙霧的特點；三是小劑量的溫熱治療，可以解痙、止痛、消炎并促進傷恢復等。6.電磁波消毒

利用電磁波的場效應和熱效應，在5－l0分鐘內能迅速達到國家衛生部規定的消毒要求，對成捆、成扎的紙幣、成疊的毛巾、醫療器械具有穿透力強，無殘留藥毒性的消毒特點，是當今消毒領域的新突破。

（三）在軍事上的應用

1.雷達

雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。發射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。

雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似，當然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。事實上，不論是可見光或是無線電波，在本質上是同一種東西，都是電磁波，傳播的速度都是光速C, 差別在于它們各自占據的頻率和波長不同。其原理是雷達設備的發射機通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，處在此方向上的物體反射碰到的電磁波；雷達天線接收此反射波，送至接收設備進行處理，提取有關該物體的某些信息(目標物體至雷達的距離，距離變化率或徑向速度、方位、高度等)。

測量距離實際是測量發射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據此就能換算成目標的精確距離。測量目標方位是利用天線的尖銳方位波束測量。測量仰角靠窄的仰角波束測量。根據仰角和距離就能計算出目標高度。

測量速度是雷達根據自身和目標之間有相對運動產生的頻率多普勒效應原理。雷達接收到的目標回波頻率與雷達發射頻率不同，兩者的差值稱為多普勒頻率。從多普勒頻率中可提取的主要信息之一是雷達與目標之間的距離變化率。當目標與干擾雜波同時存在于雷達的同一空間分辨單元內時，雷達利用它們之間多普勒頻率的不同能從干擾雜波中檢測和跟蹤目標。2.電磁炮

電磁炮是利用電磁發射技術制成的一種先進的動能殺傷武器．與傳統的大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電磁場的作用力，其作用的時間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程．因而引起了世界各國軍事家們的關注．自80年代初期以來，電磁炮在未來武器的發展計劃中，已成為越來越重要的部分。3.電子對抗 電子對抗也稱“電子戰”或“電子斗爭”。敵對雙方利用電子技術進行的作戰行動。目的是削弱、破壞敵方電子設備的使用效能，以保護己方電子設備效能得到

充分發揮。包括雷達對抗、無線電通信對抗、光電對抗等。基本內容有電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗是現代戰爭的重要作戰手段。

電子對抗就是敵對雙方為削弱、破壞對方電子設備的使用效能、保障己方電子設備發揮效能而采取的各種電子措施和行動，又稱電子戰。電子對抗分3個方面：電子對抗偵察、電子干擾和電子防御。電子對抗按電子設備的類型可分為雷達對抗、無線電通信對抗、導航對抗、制導對抗、光電對抗和水聲對抗等；按配置部位又可分為外層空間對抗、空中對抗、地面(包括海面)對抗和水下對抗。機載電子對抗系統是現代電子對抗的主要手段。隨著彈道導彈和衛星的發展，外層空間是一個新的戰場，電子對抗在未來的現代化戰爭中，將對戰略攻防起到重要作用。

電磁場與電磁波在實際中應用廣泛，以上所寫只是實際應用中的一小部分。電磁場與電磁波有著強大的生命力和蓬勃的朝氣，人們對它進行不斷探索，創造出一個又一個具有強大功能的新工具。

++++++++ 2011.5.21

第二篇：電磁場與電磁波學習心得

電磁場與電磁波學習心得

在開始學習“電磁場與電磁波”之前，當我聽到其學科名稱的時候就產生了一種高深莫測的感覺，覺得電磁場應該是比較難的。但是出于對知識的渴望我懷著一顆求知的心投入了這個“新奇的”知識海洋。

當接觸了“電磁場與電磁波”并開始學習的時候這種所謂的懼怕感還是依舊存在。每當讀到某個科學家經過了反復的實驗從而發現了一個著名的定理或是公式的時候我都非常向往，無疑這些名人事跡提高了我的學習興趣。但是每當看到一個個繁雜的公式與難于理解的論證的時候，這都讓我感到這門課程的難度之高。然而每當專心下來仔細思考，一點一點的從基礎公式去推演論證的時候，我又能感受到其在科學與生活方面的獨特魅力。

縱觀電磁波發展史，人們很早就接觸到電和磁的現象，并知道磁棒有南北兩極。在18世紀，發現電荷有兩種：正電荷和負電荷。不論是電荷還是磁極都是同性相斥，異性相吸，作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上，力的大小和它們之間的距離的平方成反比。但長期以來，人們只是發現了電和磁的現象，并沒有發現電和磁之間的聯系。后來奧斯特、安培、法拉第等人的研究又使人類又電磁波的認識進步了一個階梯，19世紀中葉偉大的理論物理學家麥克斯韋總結了前人關于電磁學的研究成果，建立了完整的電磁場理論。這使得人們對電磁波的有了相對成熟的認識。

可以說電磁場理論是工科電類專業的一門重要的技術基礎課。它在物理電磁學的基礎上，進一步研究了宏觀電磁現象的基本規律和分析方法，是深入理解和分析工程實際中電磁問題所必須掌握的基本知識。它的地位我覺得就像英語中的語法，用來分析句子和文章的成分結構，沒有它我們只能死記硬背一些公式與結論，而利用了電磁理論就能很容易的分析一些實質性的問題從而有更加深刻的體會。很多實際工程問題只有通過電磁場才能揭示其本質。對電磁場的學習使我認識很多物理現象的本質。電磁場由相互依存的電磁和磁場的總和構成的一種物理場。電場隨時間變化時產生磁場，磁場隨時間變化時又產生電場，兩者互為因果，形成電磁場。電磁波是電磁場的一種運動形態。電與磁可說是一體兩面，電流會產生磁場，變動的磁場則會產生電流。變化的電場和變化的磁場構成了一個不可分離的統一的場，這就是電磁場，而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波，電磁的變動就如同微風輕拂水面產生水波一般，因此被稱為電磁波，也常稱為電波。電磁場與電磁波在實際生產、生活、醫學、軍事等領域有著廣泛的應用，具有不可替代的作用。如果沒有發現電磁波，現在的社會生活將是無法想象的。

相信每一門學科都是經過反復學習與實踐才能理解它的內涵的，所以這次對“電磁場與電磁波”的學習將為我打開一扇新的大門，為進一步去學習它與其相關的知識打下堅實的基礎。

第三篇：電磁場與電磁波感想

電磁場與電磁波

姓名學號

趙倬毅 080260310 電磁場理論的應用

經過過一學期的學習，我們知道電磁場理論是工科電類專業的一門重要的技術基礎課。它在物理電磁學的基礎上，進一步研究了宏觀電磁現象的基本規律和分析方法，是深入理解和分析工程實際中電磁問題所必須掌握的基本知識，很多實際工程問題只有通過電磁場才能揭示其本質。下面舉例說明電磁場理論在實際工程問題中的應用。

1、電容式傳感器

電容量和極板面積、極板間的距離，以及極板間所充的介質有關，改變其中任何一項，就可以改變電容量。利用這個特性，可以構成“電容式傳感器”，它可以把物理量的變化轉化為電容兩的變化。如果把這個電容器接在橋式電路中或是一個振蕩電路中，就可以把電容的變化，轉化成電量的變化。經過放大處理，可以實現對于原物理量的檢測或控制。圖 1a、1b 分別為改變面積和介質的電容傳感器原理圖

1a(改變面積）1b（改變介質）

圖 1 電容式傳感器的原理圖

由圖 1a 得

利用這個傳感器，可以用來測量物體得位移。故

在實際應用中，為了提高傳感器的靈敏度，常常做成差動式傳感器。例如圖2 所示，為一變面積的差動式電容傳感器，其中間為一動片，上下兩個園筒是定片，當動片上升時，1 C 增大2 C 減小，當動片下降時則相反，所以動片位置的變化轉化成1 C、2 C 的變化。若將其放于橋路中，就可以將電容的變化變換成電壓的變化。

圖 2 差動式電容式傳感器的原理圖

電容式傳感器常常用于測量零件的尺寸、物位、位移的變化等等。

2、靜電技術應用

任何事物都有兩重性，給人們帶來許多麻煩的靜電能也能變害為利，它在靜電分選、靜電除塵、靜電分離、靜電植絨、靜電紡紗、靜電噴漆、靜電復印等等方面大顯身手。靜電分選:是利用各種塑料不同的靜電性能來進行分選的方法。利用靜電進行分選，對于多種混雜在一起的廢舊塑料需通過多次分選。靜電分選法特別適用于帶極性的聚氯乙烯，分離純度可達99%。物料經饋料系統均勻散布在接地轉動電極光滑表面上，荷電的物料與接地轉輥電極交換，兩種不同靜電性能不同的物料有差異。然后荷電的物料進入分選區，在靜電力、重力、離心力等的合力下落。完成兩種不同電性物料的分離。

靜電復印：現在靜電復印得到廣泛使用。靜電復印機的中心部件是一個可以

旋轉的接地的鋁質圓柱體，表面鍍一層半導體硒，叫做硒鼓。半導體硒有特殊的 光電性質：沒有光照射時是很好的絕緣體，能保持電荷；受到光的照射立即變成 導體，將所帶的電荷導走。復印每一頁材料都要經過充電、曝光、顯影、轉印等 幾個步驟，這幾個步驟是在硒鼓轉動一周的過程中依次完成的。充電:由電源使 硒鼓表面帶正電荷。曝光:利用光學系統將原稿上的字跡的像成在硒鼓上。硒鼓 上字跡的像，是沒有光照射的地方，保持著正電荷。其他地方受到了光線的照射，正電荷被導走。這樣，在硒鼓上留下了字跡的“靜電潛像”。這個像我們看不到，所以稱為潛像。顯影:帶負電的墨粉被帶正電的“靜電潛像”吸引，并吸附在“靜電 潛像”上，顯出墨粉組成的字跡。轉印:帶正電的轉印電極使輸紙機構送來的白紙 帶正電。帶正電的白紙與硒鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負電的墨粉吸到白 紙上。此后，吸附了墨粉的紙送入定影區，墨粉在高溫下熔化，浸入紙中，形成 牢固的字跡。硒鼓則經過清除表面殘留的墨粉和電荷，準備復印下一頁材料。靜電除塵，具有效率高的優點，現在很多空氣凈化器就是用靜電能吸除空氣 中的很小的塵埃，使空氣凈化，靜電在環境保護中能發揮重要作用。以煤作燃料 的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費燃料，而且嚴重地污 染環境．利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉．除塵器由金屬管A 和懸在管中 的金屬絲B 組成，A 接到高壓電源的正極，B 接到高壓電源的負極，它們之間有很強的電場，而且距B 越近，場強越大．B 附近的空氣分子被強電場電離，成為電子和正離子．正離子被吸到B 上，得到電子，又成為分子．電子在向著正極A運動的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電，吸附到正極A 上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中．靜電除塵用于粉塵較多的各種場所，除去有害的微粒，或者回收物資，如回收水泥粉塵。

3.恒定電場應用舉例

當一定值電流流經被檢金屬試件時，試件兩端的電位差應服從歐姆定律：

U=IR，由于電流I 為恒定值，故電位差U 僅取決于試件的電阻R。電阻R 是受 材料中許多因素影響的，例如試件的幾何形狀、尺度、試件自身的材質、試件是 否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用電位差與上述因素之間的對應關系可 以實現對試件幾何尺寸的測量；可以用于材質檢驗；缺陷檢測及對裂紋深度的測 量等等。

裂紋深度測量原理：當電流從被檢工件的檢驗部位通過時，將形成一定的電流、電位場。如工件表面存在裂紋，隨著裂紋的形位、尺度的不同，它對電流電位場的影響也不同。利用測量電位分布的方法來判斷金屬材料中裂紋的狀況，是電位法測量裂紋深度的依據。圖3 所示是將四個電流電極（或稱電流探針）分別直線排列放置在工件的無裂紋部位（a）和有裂紋部位（b）時的電流、電位場。一個恒定的電流通過電流探針A 和B 在工件中產生電流場和一個與材料的組成和結構特性有關的電位分布，通過另一對電極c 和d 可以檢測某兩點間的電位差，并在電壓表上顯示。假定與材料有關的影響因素和幾何尺寸均相同，以相同的電 流分別在無裂紋和有裂紋的試樣上測試，顯然在測量極c 和d 之間無裂紋試樣的 電位差與有裂紋試樣的電位差之間的差異是由裂紋引起的。如果保持試驗電流、被檢工件材質、厚度不變，而只有裂紋深度變化時，則該電位差是一個裂紋深度 的函數，通過標定可將電測系統取得的電位差信號轉化成裂紋尺寸，從而實現裂 紋深度的測量。

圖 3 電流電位場

第四篇：電磁場與電磁波點電荷模擬實驗報告

重慶大學 電磁場與電磁波課程實踐報告 題 目：

點電荷電場模擬實驗 日 期：

2013 年 12 月 _J_ 日 N=28

《電磁場與電磁波》課程實踐 點電荷電場模擬實驗 1.實驗背景 電磁場與電磁波課程內容理論性強，概念抽象，較難理解。在電磁場教學中，各種點電荷的電場線成平面分布，等勢面通常用等勢線來表示。

MATLAB 是一種 廣泛應用于工程、科研等計算和數值分析領域的高級計算機語言，以矩陣作為數 據操作的基本單位，提供十分豐富的數值計算函數、符號計算功能和強大的繪圖 能力。為了更好地理解電場強度的概念，更直觀更形象地理解電力線和等勢線的 物理意義，本實驗將應用 MATLA 對點電荷的電場線和等勢線進行模擬實驗。

2.實驗目的 應用 MATLA 模擬點電荷的電場線和等勢線 3.實驗原理 根據電磁場理論，若電荷在空間激發的電勢分布為 V ,則電場強度等于電勢 梯度的負值，即：

r E V 真空中若以無窮遠為電勢零點，則在兩個點電荷的電場中，空間的電勢分布為：

q i q 2

V

y V 2

— 4 本實驗中，為便于數值計算，電勢可取為 V 蟲 R 4.實驗內容 應用 MATLA 計算并繪出以下電場線和等勢線，其中 q i 位于(-1,0,0), q 2 位于(1,0,0), n 為個人在班級里的序號：

(1)電偶極子的電場線和等勢線(等量異號點電荷對 q 2 ：

q i = 1，q 2 為負電荷)； ⑵

兩個不等量異號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2，q 2 為負電荷)；(3)兩個等量同號電荷的電場線和等勢線； 0 R 1 4

0 R 2 R 2

⑷

兩個不等量同號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2)；(5)三個電荷，q 1、q 2 為⑴中的電偶極子，q 3 為位于(0,0,0)的單位正電荷。、n=28(1)電偶極子的電場線和等勢線(等量異號 點電荷對 q 2 :q 1 = 1，q 2 為負電荷)； 程序 1 ：

clear all q=1;xm=2.5;ym=2;x=linspace(-xm,xm);y=linspace(-ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A2+Y.A2);R2=sqrt((X-1).A2+Y.A2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure contour(X,Y,U,u, “--”);hold on plot(-1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);plot(1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);[Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*sin(th1);streamline(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*sin(th2);streamline(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);axis equal tight title(“ 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize” ,12)

點偶極子的電場線和等勢線

(2)兩個不等量異號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q i = 1 + n/2 , q 2 為負電荷)； 程序 2 : clear all q=15;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, “--”);hold on plot(-1,0, “o”，‘MarkerSize“ ,12);plot(1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=rO*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;

th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize“ ,12)點偶極子的電場線和等勢■線

-2.6-2-1.5-1-0.6 0 0.5 1 1.6 2

(3)兩個等量同號電荷的電場線和等勢線;程序 3 ：

clear all q=-1;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, ”--“);hold on plot(-1,0, ”o“，‘MarkerSize” ,12);

plot(1,0, “o” , “MarkerSize” ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x2,y2);axis equal tight title(“ 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???ntsize” ,12)點偶極子的電場線和等勢線

-2-15 「 1 0 0.5 1 1.,5 2

(4)兩個不等量同號電荷的電場線和等勢線(q 2 ：

q 1 = 1 + n/2);程序 4 : clear all q=-15;xm=2.5;ym=2;x=li nspace(-xm,xm);y=li nspace(_ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A2+Y.A2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);U=1./R1-q./R2;

u=-4:0.5:4;figure con tour(X ,Y, U,u, “--”);hold on plot(-1,O, “o”，‘MarkerSize“ ,12);plot(1,O, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradie nt(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*si n(th1);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*si n(th2);streamli ne(X,Y,Ex,Ey,x2,y2);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???ntsize“ ,12)點偶極子的電場線和等勢線

(5)三個電荷，q i、q 2 為(1)中的電偶極子，q 3 為位于(0,0,0)的單位正電荷 程序 5: clear all q=1;q3=-1;xm=2.5;ym=2;x=linspace(-xm,xm);

y=linspace(-ym,ym);[X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).A 2+Y.A 2);R2=sqrt((X-1).A 2+Y.A 2);R3=sqrt(X.A2+Y.A2);U=1./R1-q./R2-q3./R3;u=-4:0.5:4;figure contour(X,Y,U,u, ”--“);hold on plot(-1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);plot(1,0, ”o“ , ”MarkerSize“ ,12);[Ex,Ey]=gradient(-U,x(2)-x(1),y(2)-y(1));dth1=11;th1=(dth1:dth1:360-dth1)*pi/180;r0=0.1;x1=r0*cos(th1)-1;y1=r0*sin(th1);streamline(X,Y,Ex,Ey,x1,y1);dth2=11;th2=(dth2:dth2:360-dth2)*pi/180;x2=r0*cos(th2)+1;y2=r0*sin(th2);streamline(X,Y,-Ex,-Ey,x2,y2);dth3=11;th3=(dth3:dth3:360-dth3)*pi/180;x3=r0*cos(th3);y3=r0*sin(th3);streamline(X,Y,Ex,Ey,x3,y3);axis equal tight title(” 卩 ？？？？？

Xo^ ? 卩 ？ 3???o ???>ntsize" ,12)

點偶極子的電場線和等勢線

-1.6-1 白 0 05 1 15 2

從實驗過程中學習到的東西: 1.靈活學習，大膽求證，當不清楚 E1,E2 前面符號的正負時，隨便假設一 個，再根據電荷的正負關系，看得到的圖形是否正確，若不正確則再修 改符號 2.注意 q 的正負與兩電荷是否異號有關，異號與同號 q 的正負不同 3.學習初步使用 matlab 軟件，為以后的學習打好基礎 4.更加深入地了解電荷的電場線與等勢線

第五篇：電磁場與電磁波實驗報告2

電磁場與電磁波實驗報告

實驗一電磁場參量的測量 實驗目的 1 1、在學習均勻平面電磁波特性的基礎上，觀察電磁波傳播特性互相垂直。2、熟悉并利用相干波原理，測定自由空間內電磁波波長，并確定電磁波 的相位常數和波速 實驗原理 兩束等幅、同頻率的均勻平面電磁波，在自由空間內從相同（或相反）

方向傳播時，由于初始相位不同發生干涉現象，在傳播路徑上可形成駐波場 分布。本實驗正是利用相干波原理，通過測定駐波場節點的分布，求得自由 空間內電磁波波長 的值，再由 2，f 得到電磁波的主要參量：

和 等。

本實驗采取了如下的實驗裝置

設入射波為 E i E）

e j，當入射波以入射角!向介質板斜投射時，則在 分界面上產生反射波 E r 和折射波 E t。設介質板的反射系數為 R R,由空氣進入 介質板的折射系數為 T o，由介質板進入空氣的折射系數為 T c，另外，可動板 P r2 和固定板 P r1 都是金屬板，其電場反射系數都為--1 1。在一次近似的條件下，接收喇叭處的相干波分別為 E M

RT o T c E oi e j 1，RT o T c E^e j 2

這里 1 2L ri L r3 L ri ； 2

2L 「 2 L“ 2L ML L r3 L 2

； 其中 L L 2 L L i|。

又因為為定值，L 2 則隨可動板位移而變化。當 P r2 移動 L L 值，使 P r3 有零 指示輸出時，必有 E M 與 E r2 反相。故可采用改變 P r2 的位置，使尺 3 輸出最大 或零指示重復出現。從而測出電磁波的波長 和相位常數。下面用數學式 來表達測定波長的關系式。

在 P r3 處的相干波合成為 E r E M

E 「 2 e j 1

e j2

j 1 2 / 或寫成 E r

2RT 0 T c E 0i

cos 2 e 2

（1 1--2 2）

式中 1 2L 為了測量準確，一般采用 P 3 零指示法，即 cos 2

0 或（2n 1），n= 0,1,2…… 這里 n n 表示相干波合成駐波場的波節點（E r 0）數。同時，除 0 n=0 以外的 n n 值，又表示相干波合成駐波的半波長數。故把 0 n=0 時 E r 0 駐波節點為參 考節點的位置 L。又因 2 — L（1 1--3 3）故 2n 1 2 — L 或 4 L（2 n 1）

（1 1--4 4））

由（1 1--4 4）式可知，只要確定駐波節點位置及波節數，就可以確定波長的 值。當 0 n=0 的節點處 L。

作為第一個波節點，對其他 N N 值則有：

n n =1, 4 L 4L 1 L 0 2 , ,對應第二個波節點，或第一個半波長數。

n=1，4 L 4 L 2 L!2 , ,對應第三個波節點，或第二個半波長數。

n=n , 4 L 4 L n L n i 2 , ,對應第 1 n+1 個波節點，或第 n n 個半波長數。

把以上各式相加，取波長的平均值得 2 L n L。

n 代入得到電磁波的參量，等值。

三、實驗步驟 (1)

整體機械調整：調整發射喇叭 P ro，接收喇叭 P r3，使其處于同種極化 狀態。

(2)安裝反射板，半透射板：注意反射板 用與 p r2 軸向成 0 90 度角，半透射 板軸向與n Pn 軸向成 5 45 度角，并注意反射板 P ri 與 F >2 的法向分別與 P r3 ,P r0 軸向重合。

(3)將所有調整到位部分用螺釘鎖緊，調整發射端的衰減器以控制信號電平，使 P r3表頭指示為 80。

(4)

旋轉游標使可移動反射板 P P r2 的起始位置在最右側(或最左側)，用旋 轉手柄移動 P r2 使所有節點位置處，P r3 表頭指示都為 0.此時說明整個 系統調整到位。

(5)測量：用旋轉手柄使反射板移動，從表頭上測出 1 n+1 個零點，同時從 讀數機構上得到所有節點位置 L。

到 L n，并記錄。

(6)

連續測量 3 3 次，用公式(1 1--5 5)計算波長，并將 3 3 次波長求平均值，取 3 3 或 4 4 即可。

(7)用所測波長計算，值。

(1--5 5)

四、實驗數據 試驗次數 n 1 2 3 4 微安表零指示(mm)11.342 26.458 43.039 58.692

五、實驗結果整理，誤差分析 43.039 58.692 11.342 26.458

-----

15.983(mm)2 4 31.966mm ； f 9.3787GHZ c 理論上 31.987(mm)誤差= 31.987 31.966

100% 0.0657% 31.987 誤差分析：原因可能有：

⑴ 系統誤差。由某些固定不變的因素引起的。在相同條件下進行多次測量，其誤差數值的大小和正負保持恒定，或誤差隨條件改變按一定規律變化。

⑵ 隨機誤差 由某些不易控制的因素造成的。在相同條件下作多次測量，其 誤差數值和符號是不確定的，即時大時小，時正時負，無固定大小和偏向。隨機 誤差服從統計規律，其誤差與測量次數有關。隨著測量次數的增加，平均值的隨 機誤差可以減小，但不會消除。

例如：微安表讀數存在一定的誤差；裝置擺放多靠目測，難以保證垂直、對準、水平等條件嚴格滿足，如兩個喇叭口不水平； ⑶ 粗大誤差 與實際明顯不符的誤差，主要是由于實驗人員粗心大意，如讀 數錯誤，記錄錯誤或操作失敗所致。這類誤差往往與正常值相差很大，應在整理 數據時依據常用的準則加以剔除。

減小誤差：

（1 1）選定合適的實驗儀器。工欲善其事，必先利其器，需要仔細考慮。

（2 2）嚴格按照實驗步驟、方法操作。

（3 3）熟練掌握各種測量器具的使用方法，準確讀數。

（4 4）創新，直接改進測量方法

六、思 考題 用相干波測電磁波波長時，如圖若介質板放置位置轉 90 度，將出現什 么現象？這時能否測準 答：原測量方法時 ？為什么？ Er1=--Rn TnO Tn Eie--i 1 Er2=--Rn TnO TnEie--i 2 轉后 Er1=--Rn Eie---1 Er2=--Rn TnO TnEie---i2 這將使得由 n TnO Tn 所產生的幅度 相位變化也計入兩相的和中，因此很可能無法產生明顯的駐波分布。因此不能準確測量入值

七、心 得體會 本實驗初步研究學習了電磁波基本參量的測量方法，從直觀上得到了電 磁波作為一種非機械波但仍具備波的基本特性的結論。

本次實驗進行得較為順利，期間得到的結果也比較理想。我和我的搭檔 在進行第一次實驗就得到了理想的結果，誤差在十分微小，這主要是我們開 始調節裝置時就非常到位，就像老師在課上所說的“欲速則不達”的道理。

這次實驗是第一次做電磁場與電磁波實驗，在熟悉了電磁波參量的測量 手段和儀器的使用方法的基礎上，從很多方面學習和加深了對理論知識的理 解。

實驗二 均勻無耗媒質參量的測量 實驗目的（1 1）

應用相干波節點位移法，來研究均勻無損耗媒質參量 r 的測試。

（2 2）

了解均勻無損耗媒質中電磁波參量，與自由空間內電磁波參量 0 , o ,c 的差別。

（3 3）

熟悉均勻無損耗媒質分界面對電磁波的反射和折射的特性。

實驗原理 媒質參量一般應包括介電常數 和磁導率 兩個量。它們由媒質方程

D E 和 B H 來表征。要確定，總是要和 E E, H H 聯系在一起，對于 損耗媒質來說，和 為復數，而且與頻率有關。本實驗僅對均勻無損耗電介 質的介電常數 進行討論（r 1），最終以測定相對介電常數 r /。來了 解媒質的特性和參量。

用相干波原理和測駐波節點的方法可以確定自由空間內電磁波參量 0 , o ,C。對于具有 r（r 1）的均勻無耗媒質，無法直接測得媒質中的 ，值，不能得到媒質參量值。但是我們利用類似相干波原理裝置如圖所 示

在 P r2 前，根據對 r 板放置前后引起駐波節點位置變化的方法，測得相對 變化值，進而測得媒質 r 的值。首先固定 P ri，移動 P 2 使 P r3 出現零指示，此 時 P r2 的位置在 L 3 處，由于 r 板的引入使得 巳指示不再為零。

我們把喇叭輻射的電磁波近似地看作平面波。設接收喇叭處的平面波表 達式為 E r2 E or2 e j Z

由于 F >2 處存在厚為 的 r 媒質板（非磁性材料的媒質 r 1）使 P r3 處的 曰，巴 2 之間具有相位差（因 「 板為無損耗，可認為 E rl 與 E r2 幅度近似相等）。

這里相當于板不存在時，相應距離所引起的相位滯后，因此得到時媒質板內

總的相位滯后值為 “ 0 2.1(2 2--1 1)為了再次使實現相干波零指示接收，必須把連同板向前推進，造成一個相位 增量，其值是(2--2 2)從而補償了板的相位滯后，使整理上述式子得 2 r 1 1

—

(2 2--3 3)(2 2--4 4)(2--5 5)(2--6 6)根據測得的值，還可以確定該媒質與空氣分界面上的反射系數和折射系數 T T。當平面波垂直投射到空氣與媒質分界面時，利用邊界條件得 R R，R o(2--7 7)(2--8 8)當平面電磁波由媒質向自由空間垂直投射時，相應的反射系數和折射系數為(2--9 9)0 0 r 1 r 1 R o(2--10)由表達式可看出，當測出的值時，也可確定相應材料的的值。

三、實驗步驟 (1)整體機械調整，并測出 r 板的平均厚度(2)根據圖安裝反射板、透射板，固定 Pn 移動 P r2、使 P r3 表頭指示為零, 記下 P r3處 L L 的位置。

(3)

將具有厚度為待測 r 介質板放在 P P 2，必須緊貼 r，同時注意在放 進板 r 之后，P 2仍處于波節點 L L 的位置。此時指示 P r3 不再為零。

(4)

將 P P r2 和 r 共同移動，使 P P r2 由 L L 移到 L”處時 巳再次零指示，得到 L L L “。

(5)

計算 r、、，V V、R R、T 的值。

四、實驗數據 板的厚度(cm)0.6.00 0.578 0.578 0.588平均值(cm)0.586

L0 L1 L2 L（無 r）

（cm）

26.458 43.039 58.692 L（有 r）（cm）

22.988 38.515 54.532 L |L” L（CM）

3.470 4.524 4.160 L平均值(cm)4.051 r 1 / 2

2.535 3.140 2.924 r平均值(rad/m)2.866

五、數據處理、誤差分析 (1)由上次試驗 o

31.966mm , 0

0.1966 Xr(mm)20.077 18.039 18.694 的平均值（mm）

18.937 r o 寸 r(rad/m)313.020 348.376 336.180 r 的平均值（rad/m）

332.525 冷(m/s)1.884 10 8

1.693 10 8

1.754 10 8

V 的平均值（m/s）

1.777 10 8

R1少廠-0.228-0.279-0.262 R 的平均值-0.256 T久 0.772 0.721 0.738 T 的平均值 0.744

（2 2）誤差分析：實驗存在一定的誤差，原因分析：

1.實驗中實驗臺一起擺放可能達不到嚴格的標準要求； 2.游標卡尺讀數存在誤差； 3.儀器精度沒有達到要求； 介質的相對介電常數的測量誤差：

1.介質板的厚度不均，導致測出了 d d 有誤差。造成實驗的誤差。

2.電表的靈敏度造成實驗誤差。

3.兩個喇叭口不水平4.讀數時存在讀數誤差 六、思考題 本實驗內容用 卩 r=1,測試均勻無損耗媒質值。可否測卩 r r 工 1 1 的磁介質？試說明 原因。

答：本實驗的方法不可以。因為本實驗的所有推導公式均假設卩 r r= 1 1,才能滿足 非磁性介質材料，因此不可。若卩 「 工 1 1,會影響電磁場的原有分布，則需要確

定卩 r r =y / /卩 0 0,方法更為復雜，無法測得正確的結果 七、心得體會 本次實驗我學習研究了測量均勻無損耗媒質參量的基本方法，更進一步 鞏固了理論課學習的知識。并且學到了利用間接法測量均勻無損耗媒質參量 的方法，加深了對此的認識和理解，熟悉了均勻無損耗媒質分界面對電磁波 的反射和折射的特性。

由于這次實驗是建立在前一次的基礎上，而第一次實驗誤差比較小，為 這次實驗打下了很好的基礎，熟悉了游標卡尺的使用，總體來說依然比較簡 單，唯一需要注意的地方就是測量厚度的時候，把介質板夾在裝置上的時候, 要注意四周夾緊，不要出現縫隙，否則會出現較大的誤差。

實驗三 電磁波反射、折射的研究 實驗目的(1)研究電磁波在良好導體表面的反射。

(2)研究電磁波在良好介質表面的反射和折射。

(3)研究電磁波發生全反射和全折射的條件。

實驗原理 1、電磁波斜入射到兩種不同媒質分界面上的反射和折射 均勻平面波斜入射到兩種不同媒質的分界面上發生反射和折射，以平行 極化波為例：

：

⑴ 反射定律 ：匸=匕.(3 3--1 1)2、平行極化波入射到兩種媒質分界面上發生全折射(無反射)的條件⑵折射定律 :曲 Z 廠亠卞 心③(3--2 2)

平行極化波在兩種媒質分界面上的反射系數!--1“ j ■ ■ J r.t ■ 一分別為:

平行極化波斜入射時發生全反射，即、=0 ,由上式應有

可 以 解 出 全 折 射 時(3--6 6)二稱為布儒斯特角，它表示在 TH —

|--■全折射時的入射角平行極化波斜入射到厚度為 d d 的介質板上，如下圖所示：

當— ? 時，入射波在第一個界面上發生全折射，折射波入射在第二個 界面上，仍然滿足條件發生全折射，在介質板后面就可以接收到全部的 入射信號。1、垂直極化波不可能產生全折射（無反射）

垂直極化波入射到兩種媒質的分界面上，反射系數 I I--..和!”分別為：

(3--7 7)(3--8 8)對于一般媒質-：，^

陰，可以證明，垂直極化波無論是從光疏媒 質射入光密媒質，(3--3 3)(3--4 4)(3--5 5)

射波電場..1--L L

?。然后把玻璃板放在轉臺上，使

還是從光密媒質射入光疏媒質，總有：

cos 9 豐

所以不可能發生全折射。

沿任意方向極化的平面電磁波，以化一 入射到兩種媒質的分界面上時 反射波中只有垂直極化波分量，利用這種方法可以產生垂直極化波。4、電磁波入射到良導體表面的反射 對于良導體，所以匠 f f ：

< 〔丁 ■-

所以：在良導體表面上斜投射的電磁波，其反射場等于入射場，反射角 等于入射角。

三、實驗步驟 (1)調試實驗裝置：首先使兩個喇叭天線互相對正，他們的軸線應在一條 直線上。具體方法如下：旋轉工作平臺使丁刻線與固定臂上的指針對 正，再轉動活動臂使活動臂上的指針對正工作平臺上的-匯：刻線，然 后鎖定活動臂。打開固態信號源上的開關，連接在接收喇叭天線上的 微安表將有指示，分別調整發射喇叭天線和接收喇叭天線的方向，使 微安表的指示最大，這時發射天線與接收天線互相對正。

(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，使發射天線與接收天線互相對正，調整固態信號源，測出入射波電場(可使微安表指示 0 80 亠〔)。然后把良導體反射板放在 轉臺上，使導體板平面對準轉臺上的 T °刻線，這時轉臺上的丁刻線 與導體板的法線方向一致。改變入射角陶，測在反射角寫=廣；時的反 射波場強二…(仍用微安表指示的電流表示)，最后可把接收天線轉到 導體板后(.：?「刻線處)，觀察有無折射波。

(3)平行極化波斜入射到介質板上的全折射實驗

把發射天線和接收天線都轉到平行極化波工作狀態。首先，測量入 玻璃板平面對準轉臺上的 0 90 度刻線。轉動轉臺改變入射角，使“忌.-同時得到斜投射時，反射波場強為零的入射角，這時 &.-，把測量數 據填入表中。

把發射天線和接收天線都轉到垂直極化波工作狀態，重復上述實驗，觀察有無全折射現象。

把發射天線喇叭轉到任意方向，使入射角 厲一曾，在反射波方向分 別測量水平極化波和垂直極化波，記錄實驗結果，把測量的數據填入表 中。

四、實驗數據 （1）

電磁波入射到良導體表面的反射特性數據 入射場 E E ai

80|iA 入射角禹 30? 40° 50^ 60° 反射角 Oi”

40* 50& &

60& &

反射場 E E □/ 80 79 90 94

（2）

A、平行極化波的全折射現象 全折射現象 3 P

入射場 E 01

反射場 En/ 折射場民 a 測量值 計算值 80 0 94 65° 63.4 th

B、發射天線喇叭在任意方向（如 二亠）

位置 入射場 E C1

入射場% 1 反射場岳廠 反射場焉』

（水平）

（垂直）

冰平）

（垂直）

順時針旋轉 45th

0 28

由垂直極化波的反射系數 1 使分母為 0 0，則:

五、數據處理、誤差分析 由數據（1 1）可以看出：良導體表面上投射的電磁波滿足反射定律 _ : 在一定范圍內，反射場基本上等于入射場。

由（2 2）中 A A、發射天線和接收天線都在平行極化波工作狀態 可以看出：平行極化波以..入射到兩種媒質分界面上，會發 生全折射，無反射場。

B B、發射天線喇叭在任意方向（如■ “）

可以看出：沿任意方向極化的平面電磁波入射到兩種媒質的分界 面上時，反射波只有垂直極化波分量，無水平極化波分量，利用 這種方法可以產生垂直極化波。

誤差分析：

1?發射喇叭和接收喇叭無法嚴格控制一條軸線上，存在一定的角度偏移。

2.讀數的誤差：如微安表和分度盤讀數。

3.周圍環境因素會影響到本次實驗結果的精度，如微小的震動以及光線的干擾都 會引起實驗的誤差，影響精度。

六、思考題 在介質板表面，斜投射垂直極化波時能否發生全折射（即無反射），為什么? :不能發生全折射。

COS R R l 2 i「 Sin

R N

COS ? iin nir cos — sin ■1

所以只有當& 2 2 時才成立，所以不可以 綜上：垂直極化波不能發生全折射。

七、心得體會 本次實驗我研究了電磁波在良好導體表面的反射，掌握了電磁波發生全 反射和全折射的條件，進一步的鞏固了理論知識的記憶和理解。本次實驗進 一步的鞏固了實驗儀器的操作方法。

總體來說，作為第一次有機會做電磁場與電磁波的實驗的我們來說我們 很幸運，意味著我們可以更好結合實際學習理論知識，學的更輕松，更快，接受的也更快。雖然只有一個下午，大家都很珍惜這次機會。我也不例外。

去實驗室看到實驗儀器，和想象的有點不一樣。構造比較簡單。實驗也比較 簡單。在老師講解過后就開始了這次的實驗。

實驗原理清晰，實驗步驟明確, 實驗中沒有出現大問題。很快就得到了實驗數據。之后就是數據分析了，過 程很簡單，結果也很明顯。電磁場與電磁波是通信專業的重點課程之一，本 次試驗設計的儀器精度系數比較高，而且儀器之間電磁波干擾不可避免，所 以造成此次試驗誤差偏大，但通過這次實驗我們通過實驗的方法驗證了一 系列公式定理，將書本上偏理論的東西。