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电磁场与电磁波(第四版)谢处方 第七章习题解答

电磁场与电磁波(第四版)谢处方 第七章习题解答
电磁场与电磁波(第四版)谢处方 第七章习题解答

哈工大电磁场与电磁波实验报告

电磁场与电磁波实验报告 班级: 学号: 姓名: 同组人:

实验一电磁波的反射实验 1.实验目的: 任何波动现象(无论是机械波、光波、无线电波),在波前进的过程中如遇到障碍物,波就要发生反射。本实验就是要研究微波在金属平板上发生反射时所遵守的波的反射定律。 2.实验原理: 电磁波从某一入射角i射到两种不同介质的分界面上时,其反射波总是按照反射角等于入射角的规律反射回来。 如图(1-2)所示,微波由发射喇叭发出,以入射角i设到金属板M M',在反射方向的位置上,置一接收喇叭B,只有当B处在反射角i'约等于入射角i时,接收到的微波功率最大,这就证明了反射定律的正确性。 3.实验仪器: 本实验仪器包括三厘米固态信号发生器,微波分度计,反射金属铝制平板,微安表头。 4.实验步骤: 1)将发射喇叭的衰减器沿顺时针方向旋转,使它处于最大衰减位置; 2)打开信号源的开关,工作状态置于“等幅”旋转衰减器看微安表是否有显示,若有显示,则有微波发射; 3)将金属反射板置于分度计的水平台上,开始它的平面是与两喇叭的平面平行。 4)旋转分度计上的小平台,使金属反射板的法线方向与发射喇叭成任意角度i,然后将接收喇叭转到反射角等于入射角的位置,缓慢的调节衰减器,使微 μ)。 安表显示有足够大的示数(50A

5)熟悉入射角与反射角的读取方法,然后分别以入射角等于30、40、50、60、70度,测得相应的反射角的大小。 6)在反射板的另一侧,测出相应的反射角。 5.数据的记录预处理 记下相应的反射角,并取平均值,平均值为最后的结果。 5.实验结论:?的平均值与入射角0?大致相等,入射角等于反射角,验证了波的反射定律的成立。 6.问题讨论: 1.为什么要在反射板的左右两侧进行测量然后用其相应的反射角来求平均值? 答:主要是为了消除离轴误差,圆盘上有360°的刻度,且外部包围圆盘的基座上相隔180°的两处有两个游标。,不可能使圆盘和基座严格同轴。 在两者略有不同轴的情况下,只读取一个游标的读数,应该引入离轴误差加以考虑——不同轴的时候,读取的角度差不完全等于实际角度差,圆盘半径偏小

(完整版)模拟电路第七章课后习题答案

第七章 习题与思考题 ◆◆ 习题 7-1 在图P7-1所示的放大电路中,已知R 1=R 2=R 5=R 7=R 8=10k Ω,R 6=R 9=R 10=20k Ω: ① 试问R 3和R 4分别应选用多大的电阻; ② 列出u o1、u o2和u o 的表达式; ③ 设u I1=3V ,u I2=1V ,则输出电压u o =? 解: ① Ω=Ω==k k R R R 5)10//10(//213,Ω≈Ω==k k R R R 67.6)20//10(//654 ② 1111211010I I I o u u u R R u -=-=- =,2226525.1)2010 1()1(I I I o u u u R R u =+=+=, 2121217932)5.1(10 20 )(I I I I o o o u u u u u u R R u +=---=-- = ③ V V u u u I I o 9)1332(3221=?+?=+= 本题的意图是掌握反相输入、同相输入、差分输入比例运算电路的工作原理,估算三种比例电路的输入输 出关系。 ◆◆ 习题 7-2 在图P7-2所示电路中,写出其 输出电压u O 的表达式。 解: I I I I o u R R u R R u R R u R R u ])1[()()1(4 5124 512 ++=--+ = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例 电路的输入、输出关系。

◆◆ 习题 7-3 试证明图P7-3中,)(1122 1 I I o u u R R u -= )+( 解: 11 2 1)1(I o u R R u + = ))(1()1()1()1()1()1(122 122112122111221221121I I I I I I I o o u u R R u R R u R R u R R u R R R R u R R u R R u -+=+++ -=+++-=++- = 本题的意图是掌握反相输入和同相输入比例电路的输入、输出关系。 ◆◆ 习题 7-4 在图P7-4所示电路中,列出u O 的表达式。 解: 反馈组态应为深度电压串联负反馈,因此有uu uf F A &&1= I o R R I o uf uu u R R u u R R u R R R R R A R R R F )1()1(11 7373737373313+=???→?+=?+=+=?+==若&&

第七章-磁介质习题及答案

第七章 磁介质 一、判断题 1、顺磁性物质也具有抗磁性。 √ 2、只有当M=恒量时,介质内部才没有磁化电流。 × 3、只要介质是均匀的,在介质中除了有体分布的传导电流的地方,介质内部无体分布的磁化电流。 √ 4、磁化电流具有闭合性。 √ 5、H 仅由传导电流决定而与磁化电流无关。 × 6、均匀磁化永久磁棒内B H 与方向相反,棒外B H 与方向相同。 √ 7、在磁化电流产生的磁场中,H 线是有头有尾的曲线。 √ 8、由磁场的高斯定理 0s d B ,可以得出 0 s d H 的结论。 × 9、一个半径为a 的圆柱形长棒,沿轴的方向均匀磁化,磁化强度为M ,从棒的中间部分切出一厚度为b<

(D) r r M J 1 A 3、图是一根沿轴向均匀磁化的细长永久磁棒,磁化强度为M 图中标出的1点的B 是: (A )M 0 (B)0 (C)M 021 (D)M 021 A 4、图中一根沿轴线均匀磁化的细长永久磁棒,磁化强度为M ,图中标出的1点的H 是: (A )1/2M (B )-1/2M (C )M (D )0 B 5、图中所示的三条线,分别表示三种不同的磁介质的B —H 关系,下面四种答案正确的是: (A )Ⅰ抗磁质,Ⅱ顺磁质, Ⅲ铁磁质。 (B )Ⅰ顺磁质, Ⅱ抗磁质, Ⅲ铁磁质。 (C )Ⅰ铁磁质,Ⅱ顺磁质, Ⅲ抗磁质。 (D )Ⅰ抗磁质, Ⅱ铁磁质,Ⅲ顺磁质。 A 6、如图所示,一半径为R ,厚度为l 的盘形介质薄片被均匀磁化,磁化强度为M M ,的方 向垂直于盘面,中轴上,1、2、3各点处的磁场强度H 是: M R l H R M l H M H A 22321 ,,)( (B)M R l H R M l H H 220321 ,, ?00321 H H M H ,, (D)123H M H M H M r r r r r r ,, A 7、一块很大的磁介质在均匀外场0H 的作用下均匀磁化,已知介质内磁化强度为M ,M 的方向与H 的方向相同,在此介质中有一半径为a 的球形空腔,则磁化电流在腔中心处产生的磁感应强度是: (A )M 031 H B l R 1 23M l R

电磁场与电磁波理论 概念归纳

A.电磁场理论B基本概念 1.什么是等值面?什么是矢量线? 等值面——所有具有相同数值的点组成的面 ★空间中所有的点均有等值面通过; ★所有的等值面均互不相交; ★同一个常数值可以有多个互不相交的等值面。 矢量线(通量线)---- 一系列有方向的曲线。 线上每一点的切线方向代表该点矢量场方向, 而横向的矢量线密度代表该点矢量场大小。 例如,电场中的电力线、磁场中的磁力线。 2.什么是右手法则或右手螺旋法则?本课程中的应用有哪些?(图) 右手定则是指当食指指向矢量A的方向,中指指向矢量B的方向,则大拇指的指向就是矢量积C=A*B的方向。 右手法则又叫右手螺旋法则,即矢量积C=A*B的方向就是在右手螺旋从矢量A转到矢量B的前进方向。 本课程中的应用: ★无限长直的恒定线电流的方向与其所产生的磁场的方向。 ★平面电磁波的电场方向、磁场方向和传播方向。 3.什么是电偶极子?电偶极矩矢量是如何定义的?电偶极子的电磁场分布是怎样的? 电偶极子——电介质中的分子在电场的作用下所形成的一对等值异号的点电荷。 电偶极矩矢量——大小等于点电荷的电量和间距的乘积,方向由负电荷指向正电荷。

4.麦克斯韦积分和微分方程组的瞬时形式和复数形式; 积分形式: 微分方式: (1)安培环路定律 (2)电磁感应定律 (3)磁通连续性定律 (4)高斯定律 5.结构方程

6.什么是电磁场边界条件?它们是如何得到的?(图) 边界条件——由麦克斯韦方程组的积分形式出发,得到的到场量在不同媒质交界面上应满足的关系式(近似式)。 边界条件是在无限大平面的情况得到的,但是它们适用于曲率半径足够大的光滑曲面。 7.不同媒质分界面上以及理想导体表面上电磁场边界条件及其物理意义; (1)导电媒质分界面的边界条件 ★ 导电媒质分界面上不存在传导面电流,但可以有面电荷。 在不同媒质分界面上,电场强度的切向分量、磁场强度的切向分量和磁感应强度的法向分量永远是连续的 (2)理想导体表面的边界条件 ★ 理想导体内部,时变电磁场处处为零。导体表面可以存在时变的面电流和面电荷。

浙江大学-电磁场与电磁波实验(第二次).doc

本科实验报告 课程名称:电磁场与微波实验 姓名:wzh 学院:信息与电子工程学院 专业:信息工程 学号:xxxxxxxx 指导教师:王子立 选课时间:星期二9-10节 2017年 6月 17日 Copyright As one member of Information Science and Electronic Engineering Institute of Zhejiang University, I sincerely hope this will enable you to acquire more time to do whatever you like instead of struggling on useless homework. All the content you can use as you like. I wish you will have a meaningful journey on your college life. ——W z h 实验报告 课程名称:电磁场与微波实验指导老师:王子立成绩:__________________ 实验名称: CST仿真、喇叭天线辐射特性测量实验类型:仿真和测量 同组学生姓名: 矩形波导馈电角锥喇叭天线CST仿真 一、实验目的和要求 1. 了解矩形波导馈电角锥喇叭天线理论分析与增益理论值基本原理。 2.熟悉 CST 软件的基本使用方法。 3.利用 CST 软件进行矩形波导馈电角锥喇叭天线设计和仿真。 二、实验内容和原理 1. 喇叭天线概述 喇叭天线是一种应用广泛的微波天线,其优点是结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便。合理的选择喇叭尺寸,可以取得良好的辐射特性:相当尖锐的主瓣,较小副瓣和较高的增益。因此喇叭天线在军事和民用上应用都非常广泛,是一种常见的测试用天线。喇叭天线的基本形式是把矩形波导和圆波导的开口面逐渐扩展而形成的,由于是波导开口面的逐渐扩大,改善了波导与自由空间的匹配,使得波导中的反射系数小,即波导中传输的绝大部分能量由喇叭辐射出去,反

分析化学第7章课后习题答案概要

第七章氧化还原滴定 1.条件电位和标准电位有什么不同?影响电位的外界因素有哪些? 答:标准电极电位E′是指在一定温度条件下(通常为25℃)半反应中各物质都处于标准状态,即离子、分子的浓度(严格讲应该是活度)都是1mol/l(或其比值为1)(如反应中有气体物质,则其分压等于1.013×105Pa,固体物质的活度为1)时相对于标准氢电极的电极电位。 电对的条件电极电位(E0f)是当半反应中氧化型和还原型的浓度都为1或浓度比为,并且溶液中其它组分的浓度都已确知时,该电对相对于标准氢电极电位(且校正了各种外界因素影响后的实际电极电位,它在条件不变时为一常数)。由上可知,显然条件电位是考虑了外界的各种影响,进行了校正。而标准电极电位则没有校正外界的各种外界的各种因素。 影响条件电位的外界因素有以下3个方面; (1)配位效应; (2)沉淀效应; (3)酸浓度。 2.是否平衡常数大的氧化还原反应就能应用于氧化还原中?为什么? 答:一般讲,两电对的标准电位大于0.4V(K>106),这样的氧化还原反应,可以用于滴定分析。 实际上,当外界条件(例如介质浓度变化、酸度等)改变时,电对的标准电位是要改变的,因此,只要能创造一个适当的外界条件,使两电对的电极电位超过0.4V ,那么这样的氧化还原反应也能应用于滴定分析。但是并不是平衡常数大的氧化还原反应都能应用于氧化还原滴定中。因为有的反应K虽然很大,但反应速度太慢,亦不符合滴定分析的要求。 3.影响氧化还原反应速率的主要因素有哪些? 答:影响氧化还原反应速度的主要因素有以下几个方面:1)反应物的浓度;2)温度;3)催化反应和诱导反应。 4.常用氧化还原滴定法有哪几类?这些方法的基本反应是什么? 答:1)高锰酸钾法.2MnO4+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O. MnO2+H2C2O4+2H+==Mn2++2CO2+2H2O 2) 重铬酸甲法. Cr2O72-+14H++Fe2+===2Cr3++Fe3++7H2O CH3OH+Cr2O72-+8H+===CO2↑+2Cr3++6H2O 3)碘量法3I2+6HO-===IO3-+3H2O, 2S2O32-+I2===2I-+2H2O Cr2O72-+6I-+14H+===3I2+3Cr3++7H2O 5.应用于氧化还原滴定法的反应具备什么条件? 答:应用于氧化还原滴定法的反应,必须具备以下几个主要条件: (1)反应平衡常数必须大于106,即△E>0.4V。 (2)反应迅速,且没有副反应发生,反应要完全,且有一定的计量关系。 (3)参加反应的物质必须具有氧化性和还原性或能与还原剂或氧化剂生成沉淀的物质。 (4)应有适当的指示剂确定终点。 6.化学计量点在滴定曲线上的位置与氧化剂和还原剂的电子转移数有什么关系? 答:氧化还原滴定曲线中突跃范围的长短和氧化剂与还原剂两电对的条件电位(或标准电位)相差的大小有关。电位差△E较大,突跃较长,一般讲,两个电对的条件电位或标准电位之差大于0.20V时,突跃范围才明显,才有可能进行滴定,△E值大于0.40V时,可选用氧化还原指示剂(当然也可以用电位法)指示滴定终点。 当氧化剂和还原剂两个半电池反应中,转移的电子数相等,即n1=n2时,则化学计量点的位

化工原理课后习题答案第七章吸收习题解答

第七章 吸 收 7-1 总压101.3 kPa ,温度25℃时,1000克水中含二氧化硫50克,在此浓度范围内亨利定律适用, 通过实验测定其亨利系数E 为4.13 MPa , 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m 。(溶液密度近似取为1000kg/m 3) 解:溶质在液相中的摩尔分数:50 640.0139100050 1864 x ==+ 二氧化硫的平衡分压:* 3 4.13100.0139kPa=57.41kPa p Ex ==?? 相平衡常数:634.1310Pa 40.77101.310Pa E m P ?== =? 7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收,含硫化氢的混合气进口浓度为5%(质量分数), 求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。已知塔内温度为20℃,压强为1.52×105 Pa ,亨利系数E 为48.9MPa 。 解:相平衡常数为:6 5 48.910321.711.5210 E m P ?===? 硫化氢的混合气进口摩尔浓度:1534 0.04305953429 y = =+ 若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度,在出口处气液相达平衡,即: 41max 0.0430 1.3410321.71 y x m -= ==? 7-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程,计算其推动力的大小,并在x - y 图上表示。 (1)含 NO 2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO 2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触,总压为101.3kPa ,T=15℃,已知15℃时,NO 2水溶液的亨利系数E =1.68×102 kPa ;(2)气液组成及温度同(1),总压达200kPa (绝对压强)。 解:(1)相平衡常数为:513 1 1.6810Pa 1.658101.310Pa E m P ?===? * 1 1.658 0.0030.00498 y m x ==?=

电磁场与电磁波理论基础自学指导书

电磁场与电磁波理论基础自学指导书 课程简介:电磁场理论是通信技术的理论基础,是通信专业本科学生必须具备的知识结构的重要组成部分之一。使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型(如波动方程、拉氏方程等)的建立过程以及分析方法。培养学生正确的思维方法和分析问题的能力,使学生对"场"与"路"这两种既密切相关又相距甚远的理论有深刻的认识,并学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。为以后的学习和工作打下坚实的理论基础。 第一章矢量分析场论初步 1主要内容 本章从矢量分析入手,介绍了标量场和矢量场的基本概念,学习了矢量的通量、散度以及散度定理,矢量的环流、旋度以及斯托克斯定理,标量的梯度,以及上述的物理量在圆柱和球坐标系下的表达形式,最后介绍了亥姆霍兹定理,该定理说明了研究一个矢量场从它的散度和旋度两方面入手。通过本章的学习,使学生掌握场矢量的散度、旋度和标量的梯度的概念和数学计算为以后的电磁场分析打下基础。 2学习要求 深刻理解标量场和矢量场的概念;深刻理解散度、旋度和梯度的概念、物理意义及相关定理; 熟练使用直角坐标、圆柱坐标和球坐标进行矢量的微积分运算; 了解亥姆霍兹定理的内容。 3重点及难点 重点:在直角坐标、圆柱坐标和球坐标中计算矢量场的散度和旋度、标量场的梯度以及矢量的线积分、面积分和体积分。 难点:正确理解和掌握散度、旋度和梯度的概念及定理,可以借助流体的流量和涡旋等自然界中比较具体而形象的相似问题来理解。 4思考题合作业 1.4, 1.8, 1.9, 1.11, 1.14, 1.16, 1.24 第二章静电场 1主要内容 本章我们从点电荷的库仑定律发,推导出静电场的基本方程(微分表达及积分表达),该基本方程第一组与静电场的散度和通量有关(高斯定律),第二组有关静电场的环量和旋度,推导的过程运用了叠加原理。由静电场的基本方程中的环量和旋度的基本方程,我们引入了电位的概念,并给出了电场强度与电位之间的关系以及电位的计算公式。运用静电场的基本方程及电位可以解决静电场中的场源互求问题(已知源求场或已知场求源)。然后介绍了电偶极子的概念,推导了电偶极子的电场强度与电位的表达式。接着介绍了介质的极化,被极化的分子可等效为电偶极子,所以介质极化产生的电位就可以借用电偶极子的相关结论。由极化介质的电位公式我们推导了介质中的高斯定律,在该定律中引入了一个新的量—

电磁场与电磁波点电荷模拟实验报告

重庆大学 电磁场与电磁波课程实践报告 题目:点电荷电场模拟实验 日期:2013 年12 月7 日 N=28

《电磁场与电磁波》课程实践 点电荷电场模拟实验 1.实验背景 电磁场与电磁波课程内容理论性强,概念抽象,较难理解。在电磁场教学中,各种点电荷的电场线成平面分布,等势面通常用等势线来表示。MATLAB 是一种广泛应用于工程、科研等计算和数值分析领域的高级计算机语言,以矩阵作为数据操作的基本单位,提供十分丰富的数值计算函数、符号计算功能和强大的绘图能力。为了更好地理解电场强度的概念,更直观更形象地理解电力线和等势线的物理意义,本实验将应用MATLAB 对点电荷的电场线和等势线进行模拟实验。 2.实验目的 应用MATLAB 模拟点电荷的电场线和等势线 3.实验原理 根据电磁场理论,若电荷在空间激发的电势分布为V ,则电场强度等于电势梯度的负值,即: E V =-? 真空中若以无穷远为电势零点,则在两个点电荷的电场中,空间的电势分布为: 1 212010244q q V V V R R πεπε=+=+ 本实验中,为便于数值计算,电势可取为

1212 q q V R R =+ 4.实验内容 应用MATLAB 计算并绘出以下电场线和等势线,其中q 1位于(-1,0,0),q 2位于(1,0,0),n 为个人在班级里的序号: (1) 电偶极子的电场线和等势线(等量异号点电荷对q 2:q 1 = 1,q 2为负电荷); (2) 两个不等量异号电荷的电场线和等势线(q 2:q 1 = 1 + n /2,q 2为负电荷); (3) 两个等量同号电荷的电场线和等势线; (4) 两个不等量同号电荷的电场线和等势线(q 2:q 1 = 1 + n /2); (5) 三个电荷,q 1、q 2为(1)中的电偶极子,q 3为位于(0,0,0)的单位正电荷。、 n=28 (1) 电偶极子的电场线和等势线(等量异号点电荷对q 2:q 1 = 1,q 2为负电荷); 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).^2+Y.^2); R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2); 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));

化工原理第七章习题答案

7-1.g 100水中溶解31gNH ,从手册查得C 200 时3NH 的平衡分压为86.6Pa 9,在此浓度以内服从亨利定律。试求溶解度系数H (单位为1 3 kPa m kmol --??)和相平衡常数m ,总压力为kPa 100。 (答:13 kPa m 0.59kmol --??=H , 0.943m =) 解:3m kmol 582.010******* 1-?== c , 31m Pa mol 59.09866.0582 .0--??===Pe c H , 0099.03.101100760 4.7== e y , 0105.01810017117 1=+= x , 943.00105 .00099 .0== =x y m e 。 7-2.C 100 时氧在水中的溶解度的表达式x p 6*10313.3?=,式中*p 为氧在气相中的平衡分压,kPa ;x 为溶液中氧的摩尔分数。空气中氧的体积分数为%21,试求总压为kPa 101时,每3m 水中可溶解多少g 氧(答:3m g 4.11-? ,或3m 0.35mol -? ) 解:kPa 3.213.10121.0=?=Pe , 66 61042.610313.33 .2110313.3-?=?=?=Pe x , 36m g 4.111000 1832 1042.6--?=???= c 。 7-3.用清水吸收混合气中的 3NH ,进入常压吸收塔的气体含3NH 体积分数为%6, 吸收后气体含3NH 体积分数为%4.0,出口溶液的摩尔比为1 3kmol kmol 012.0-??NH 水。 此物系的平衡关系为X Y 52.2=* 。气液逆流流动,试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少(答:顶00402.02=ΔY ,底034.01=ΔY ) 解:064.006.0106.01111=-=-= y y Y ,0402.0004 .01004 .01222=-=-=y y Y , 塔底:03024.0012.052.252.2=?==X Y e , 塔顶:0052.252.2=?==X Y e , 塔顶气相推动力00402.02=?Y , 塔底气相推动力034.003024.0064.01,11=-=-=?e Y Y Y 。 7-4.用水吸收空气中的甲醇蒸汽,在操作温度300K 下的溶解度系13kPa m 2kmol --??=H ,传质系数112kPa h m 0.056kmol ---???=G k , 3-112m km ol h m 0.075km ol ????=--L k 。求总传质系数G K 以及气相阻力在总阻力中所占 的分数。(答:1 1-2kPa h m 0.0408kmol --???=G K , 73.0) 解:112kPa h m kmol 0408.0075 .021 056.011 1 11---???=?+ = + = L G G HK K K , 气相阻力所占分率:

电磁场与电磁波实验实验六布拉格衍射实验

邮电大学 电磁场与微波测量实验报告

实验六布拉格衍射实验 一、实验目的 1、观察微波通过晶体模型的衍射现象。 2、验证电磁波的布拉格方程。 二、实验设备与仪器 DH926B型微波分光仪,喇叭天线,DH1121B型三厘米固态信号源,计算机 三、实验原理 1、晶体结构与密勒指数 固体物质可分成晶体和非晶体两类。任何的真实晶体,都具有自然外形和各向异性的性质,这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。 晶体的离子、原子或分子占据着点阵的结构,两相邻结点的距离叫晶体的晶 10m,与X射线的波长数量级相当。因此,格常数。晶体格点距离的数量级是-8 对X射线来说,晶体实际上是起着衍射光栅的作用,因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列,以达到对晶体结构的了解。 图4.1 立方晶格最简单的晶格是立方体结构。 如图6.1这种晶格只要用一个边长为a的正立方体沿3个直角坐标轴方向重复即可得到整个空间点阵,a就称做点阵常数。通过任一格点,可以画出全同的晶面和某一晶面平行,构成一组晶面,所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏。这样一族晶面不仅平行,而且等距,各晶面上格点分布情况相同。

为了区分晶体中无限多族的平行晶面的方位,人们采用密勒指数标记法。先找出晶面在x、y、z3个坐标轴上以点阵常量为单位的截距值,再取3截距值的倒数比化为最小整数比(h∶k∶l),这个晶面的密勒指数就是(hkl)。当然与该面平行的平面密勒指数也是(hkl)。利用密勒指数可以很方便地求出一族平行晶面的间距。对于立方晶格,密勒指数为(hkl)的晶面族,其面 间距 hkl d可按下式计算:2 2 2l k h a d hkl + + = 图6.2立方晶格在x—y平面上的投影 如图6.2,实线表示(100)面与x—y平面的交线,虚线与点画线分别表示(110)面和(120)面与x—y平面的交线。由图不难看出 2、微波布拉格衍射 根据用X射线在晶体原子平面族的反射来解释X射线衍射效应的理论,如有一单色平行于X射线束以掠射角θ入射于晶格点阵中的某平面族,例如图4.2所示之(100)晶面族产生反射,相邻平面间的波程差为 θ sin 2 100 d QR PQ= +(6.1) 式(6.1)中 100 d是(100)平面族的面间距。若程差是波长的整数倍,则二反射波有相长干涉,即因满足

分析化学课后习题答案 第七章

第七章重量分析法和沉淀滴定法 思考题 1.沉淀形式和称量形式有何区别试举例说明之。 答:在重量分析法中,沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质,称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。有些情况下,由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化,使沉淀转化为另一物质。故沉淀形式和称量形式可以相同,也可以不相同。例如:BaSO4,其沉淀形式和称量形式相同,而在测定Mg2+时,沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O,灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。 2.为了使沉淀定量完全,必须加人过量沉淀剂,为什么又不能过量太多 答:在重量分析法中,为使沉淀完全,常加入过量的沉淀剂,这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。沉淀剂过量的程度,应根据沉淀剂的性质来确定。若沉淀剂不易挥发,应过量20%~50%;若沉淀剂易挥发,则可过量多些,甚至过量100%。但沉淀剂不能过量太多,否则可能发生盐效应、配位效应等,反而使沉淀的溶解度增大。 3.影响沉淀溶解度的因素有哪些它们是怎样发生影响的在分析工作中,对于复杂的情况,应如何考虑主要影响因素 答:影响沉淀溶解度的因素有:共同离子效应,盐效应,酸效应,配位效应,温度,溶剂,沉淀颗粒大小和结构等。共同离子效应能够降低沉淀的溶解度;盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加;酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。若沉淀是强酸盐,如BaSO4,AgCl等,其溶解度受酸度影响不大,若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸(如硅酸、钨酸)以及与有机沉淀剂形成的沉淀,则酸效应就很显着。除沉淀是难溶酸外,其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加;配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物,是沉淀的溶解度增大的现象。因为溶解是一吸热过程,所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。同一沉淀,在相同质量时,颗粒越小,沉淀结构越不稳定,其溶解度越大,反之亦反。综上所述,在进行沉淀反应时,对无配位反应的强酸盐沉淀,应主要考虑共同离子效应和盐效应;对弱酸盐或难溶酸盐,多数情况应主要考虑酸效应,在有配位反应,尤其在能形成较稳定的配合物,而沉淀的溶解度又不太大时,则应主要考虑配位效应。 4.共沉淀和后沉淀区别何在它们是怎样发生的对重量分析有什么不良影响在分析化学中什么情况下需要利用共沉淀 答:当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时,溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中,这种现象为共沉淀,其产生的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等。后沉淀是由于沉淀速度的差异,而在已形成的沉淀上形成第二种不溶性物质,这种情况大多数发生在特定组分形成稳定的过饱和溶液中。无论是共沉淀还是后沉淀,它们都会在沉淀中引入杂质,对重量分析产生误差。但有时候利用共沉淀可以富集分离溶液中的某些微量成分。 5.在测定Ba2+时,如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀,测定结果将偏高还是偏低如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀,它们对测定结果有何影响如果测定S042-时,BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3,对测定结果又分别有何影响 答:如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀,测定结果将偏低,因为M BaO<M BaSO4。如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀,测定结果偏高。如果测定S042-时,BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3,对测定结果的影响是BaCl2偏高、Na2S04偏低、BaCrO4偏高、Fe2(S04)3偏低。 6.沉淀是怎样形成的形成沉淀的性状主要与哪些因素有关其中哪些因素主要由沉淀本质决定哪些因素与沉淀条件有关

【VIP专享】第七章吸收吸附催化习题讲解

第七章 吸收吸附催化习题讲解吸收计算1. 某吸收塔填料层高度为2.7m ,在101.3kPa 压力下,用清水逆流吸收混和气中的氨,混和气入塔流率0.03kmol/(m 3s),含氨2%(体积),清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s),操作条件下亨利系数E 为60kPa ,体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s),试求排出气体中氨的浓度。 解:因为NH 3易溶于水,所以属于气相控制。可依式9.75 Z=计算21ln A A G P p aP k G 又P A1=0.02×101.3×103 =2.026×103Pa K G a=k y a/p 将题中所给数值代入式9.75,有 2.7()2310026.2ln /03.0A y P P aP k ?= ∴ P A2=0.25Pa y 2=P A2/P =2.50×10-4/101.3 =2.47×10-4%9.4 在温度20℃,压力1.013×105Pa 条件下,填料塔中用水洗涤含有8%SO 2 的低浓度烟气。要求净化后塔顶排气中SO 2浓度降至1%,每小时净化烟气量为300m 3。试计算逆流吸收过程所需最小液流量。 解:在20℃,1.01×105Pa 条件下查表9—2得E=0.355×104kPa 。 m=P E =571001.110355.0?? =35.1 由于低浓度气体吸收,且溶液为稀溶液,其气液关系服从亨利定律从而最小气液比为: 2121 min x m y y y G L --=??? ??

30001.35%8%1%8min ?--=∴L =9213.25m 3/h 2. 试计算用H 2SO 4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。 已知:气体混和物中NH 3的分压进口处为5×103Pa ,出口处为103p a 。吸收剂中H 2SO 4浓度;加入时为0.6kmol/m 3,排出时为0.5kmol/m 3。K G =3.5×10- 6kmol/(m 2·h ·Pa),K L =0.05m/s ,H=7.5×10-4kmol/(m 3·Pa),气体流量G=G s =45kmol/h ,总压为105Pa 。 解:NH 3与H 2SO 4反应方程式为: NH 4OH+H 2SO 4 =21O H SO NH 2424)(21+ 又已知P A1=5×103Pa P A2=103Pa C B1=0.5kmol/m 3 C B2=0.6kmol/m 3 G=45kmol/m 3 P=105Pa r=1/2 代入式9.27有N A =(G/P )(P A1-P A2) =(L/rP 1)(C B2-C B1) N A =(45/105)(5×103-103) =(2L/P 1)(0.6-0.5) 得L/P 1=9 计算临界浓度(C B )C : S=P 1H/P=P 1 =0.013P 1 L/SG=9/(0.013×45) =15.4 k L /(1+k G )=0.05/(3.5×10-6/7.5×10-4) =11 r=PS/(r ρL ) P A1/L=5×103/0.026×105 =1.92 代入式9.77a:(G B )c =[][]) /()1/()/()/(1SG L k k P C SG L G L A m +++γ =4.151192 .15.04.15++?

电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验

电磁场与微波测量实验报告 学院: 班级: 组员: 撰写人: 学号: 序号:

实验一电磁波反射和折射实验 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。 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,两喇叭口面应相互正对,它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,拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个 角度后放下,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下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度的一对刻线一致。这是小平台上的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,这角度读书就是入射角, 五、实验结果及分析 记录实验测得数据,验证电磁波的反射定律 表格分析: (1)、从总体上看,入射角与反射角相差较小,可以近似认为相等,验证了电磁波的反射定律。 (2)、由于仪器产生的系统误差无法避免,并且在测量的时候产生的随机误差,所以入射角

第七章吸收吸附催化习题讲解参考资料

第七章 吸收吸附催化习题讲解 吸收计算 1. 某吸收塔填料层高度为 2.7m ,在101.3kPa 压力下,用清水逆流吸收混和气中的氨,混和气入塔流率0.03kmol/(m 3s),含氨2%(体积),清水的喷淋密度为0.018kmol(m 2·s),操作条件下亨利系数E 为60kPa ,体积传质系数为k ya =0.1kmol/(m 3·s),试求排出气体中氨的浓度。 解:因为NH 3易溶于水,所以属于气相控制。可依式9.75 Z=2 1ln A A G P p aP k G 计算 又P A1=0.02×101.3×103 =2.026×103Pa K G a=k y a/p 将题中所给数值代入式9.75,有 2.7()2 3 10026.2ln /03.0A y P P aP k ?= ∴ P A2=0.25Pa y 2=P A2/P =2.50×10-4/101.3 =2.47×10-4% 9.4 在温度20℃,压力1.013×105Pa 条件下,填料塔中用水洗涤含有8%SO 2的低浓度烟气。要求净化后塔顶排气中SO 2浓度降至1%,每小时净化烟气量为300m 3。试计算逆流吸收过程所需最小液流量。 解:在20℃,1.01×105Pa 条件下查表9—2得E=0.355×104kPa 。 m=P E =5 7 1001.110355.0?? =35.1 由于低浓度气体吸收,且溶液为稀溶液,其气液关系服从亨利定律 从而最小气液比为: 2121m i n x m y y y G L --=??? ??

30001 .35%8%1%8min ?--=∴L =9213.25m 3/h 2. 试计算用H 2SO 4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。 已知:气体混和物中NH 3的分压进口处为5×103Pa ,出口处为103p a 。吸收剂中H 2SO 4浓度;加入时为0.6kmol/m 3,排出时为0.5kmol/m 3。K G = 3.5×10-6kmol/(m 2·h ·Pa),K L =0.05m/s ,H=7.5×10-4kmol/(m 3·Pa),气体流量G=G s =45kmol/h ,总压为105Pa 。 解:NH 3与H 2SO 4反应方程式为: NH 4OH+21H 2SO 4 =O H SO NH 2424)(2 1+ 又已知P A1=5×103Pa P A2=103Pa C B1=0.5kmol/m 3 C B2=0.6kmol/m 3 G=45kmol/m 3 P=105Pa r=1/2 代入式9.27有N A =(G/P )(P A1-P A2) =(L/rP 1)(C B2-C B1) N A =(45/105)(5×103-103) =(2L/P 1)(0.6-0.5) 得L/P 1=9 计算临界浓度(C B )C : S=P 1H/P=P 1 =0.013P 1 L/SG=9/(0.013×45) =15.4 k L /(1+k G )=0.05/(3.5×10-6/7.5×10-4) =11 r=PS/(r ρL ) P A1/L=5×103/0.026×105 =1.92 代入式9.77a:(G B )c = [][])/()1/()/()/(1SG L k k P C SG L G L A m +++γ =4 .151192.15.04.15++?

电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤,曹伟)第2章习题解答

第2章习题解答 2.2已知半径为a 、长为l 的圆柱体内分布着轴对称的体电荷,已知其电荷密度()0V a ρρρρ =, ()0a ρ≤≤。试求总电量Q 。 解:2π20000 2d d d d π3 l a V V Q V z la a ρρ ρρρ?ρ= ==? ? ?? 2.3 半径为0R 的球面上均匀分布着电荷,总电量为Q 。当球以角速度ω绕某一直径(z 轴)旋转时,试求 其表面上的面电流密度。 解:面电荷密度为 2 04πS Q R ρ= 面电流密度为 002 00 sin sin sin 4π4πS S S Q Q J v R R R R ωθ ρρωθωθ=?== = 2.4 均匀密绕的螺旋管可等效为圆柱形面电流0S S J e J ?=。已知导线的直径为d ,导线中的电流为0I ,试 求0S J 。 解:每根导线的体电流密度为 00 22 4π(/2)πI I J d d = = 由于导线是均匀密绕,则根据定义面电流密度为 04πS I J Jd d == 因此,等效面电流密度为 04πS I J e d ?= 2.6 两个带电量分别为0q 和02q 的点电荷相距为d ,另有一带电量为0q 的点电荷位于其间。为使中间的 点电荷处于平衡状态,试求其位置。当中间的点电荷带电量为-0q 时,结果又如何? 解:设实验电荷0q 离02q 为x ,那么离0q 为x d -。由库仑定律,实验电荷受02q 的排斥力为 12 214πq F x ε= 实验电荷受0q 的排斥力为 022 1 4π()q F d x ε= - 要使实验电荷保持平衡,即21F F =,那么由0022 211 4π4π() q q x d x εε=-,可以解得 d d x 585.01 22=+= 如果实验电荷为0q -,那么平衡位置仍然为d d x 585.01 22=+=。只是这时实验电荷与0q 和02q 不 是排斥力,而是吸引力。 2.7 边长为a 的正方形的三个顶点上各放置带电量为0q 的点电荷,试求第四个顶点上的电场强度E 。 解:设点电荷的位置分别为()00,0,0q ,()0,0,0q a 和()00,,0q a ,由库仑定律可得点(),,0P a a 处的电 场为 ( ) ( 00 2 22 00001114π4π4π221x y y x x y q q q E e e e e a a q e e εεε? =+++ ?+=+

《电磁场与电磁波》仿真实验

《电磁场与电磁波》仿真实验 2016年11月 《电磁场与电磁波》仿真实验介绍 《电磁场与电磁波》课程属于电子信息工程专业基础课之一,仿真实验主要目的在于使学生更加深刻的理解电磁场理论的基本数学分析过程,通过仿真环节将课程中所学习到的理论加以应用。受目前实验室设备条件的限制,目前主要利用 MATLAB 仿真软件进行,通过仿真将理论分析与实际编程仿真相结合,以理论指导实践,提高学生的分析问题、解决问题等能力以及通过有目的的选择完成实验或示教项目,使学生进一步巩固理论基本知识,建立电磁场与电磁波理论完整的概念。 本课程仿真实验包含五个内容: 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 二、单电荷的场分布 三、点电荷电场线的图像 四、线电荷产生的电位 五、有限差分法处理电磁场问题 目录 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门……………............................................... .4 二、单电荷的场分

布 (10) 三、点电荷电场线的图像 (12) 四、线电荷产生的电位 (14) 五、有限差分法处理电磁场问题 (17) 实验一电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 一、实验目的 1. 掌握Matlab仿真的基本流程与步骤; 2. 掌握Matlab中帮助命令的使用。 二、实验原理 (一)MATLAB运算 1.算术运算 (1).基本算术运算 MATLAB的基本算术运算有:+(加)、-(减)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、 ^(乘方)。

注意,运算是在矩阵意义下进行的,单个数据的算术运算只是 一种特例。 (2).点运算 在MATLAB中,有一种特殊的运算,因为其运算符是在有关算术运算符前面加点,所以叫点运算。点运算符有.*、./、.\和.^。两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算,要求两矩阵的维参数相同。 例1:用简短命令计算并绘制在0≤x≦6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。 程序:x=linspace(0,6) y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2; plot(x,y1,x, y2,x, y3) (二)几个绘图命令 1. doc命令:显示在线帮助主题 调用格式:doc 函数名 例如:doc plot,则调用在线帮助,显示plot函数的使用方法。 2. plot函数:用来绘制线形图形 plot(y),当y是实向量时,以该向量元素的下标为横坐标,元素值为纵坐标画出一条连续曲线,这实际上是绘制折线图。 plot(x,y),其中x和y为长度相同的向量,分别用于存储x坐标和y 坐标数据。 plot(x,y,s)

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