哈工大电磁场与电磁波实验报告

实验一 静电场仿真1．实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念。

2．实验仪器计算机一台3．基本原理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时，电场也就不随时间变化，这种电场称为静电场。

点电荷q 在无限大真空中产生的电场强度E 的数学表达式为204qE r r πε= （r 是单位向量） （1-1）真空中点电荷产生的电位为04qr ϕπε= （1-2）其中，电场强度是矢量，电位是标量，所以，无数点电荷产生的电场强度和电位是不一样的，电场强度为1221014ni n i i i q E E E E r r πε==+++=∑ （i r 是单位向量）（1-3） 电位为 121014ni n i i q r ϕϕϕϕπε==+++=∑ （1-4） 本章模拟的就是基本的电位图形。

4．实验内容及步骤（1） 点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷-q ，求其电场分布图。

程序1:负点电荷电场示意图clear[x,y]=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10^(-19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(-10)) m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;E=(-q./m1).*r;surfc(x,y,E);负点电荷电势示意图clear[x,y]=meshgrid(-10:1.2:10);E0=8.85e-12;q=1.6*10^(-19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(-10))m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;z=-q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('负点电荷电势示意图','fontsize',10)clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));Z=q*k*(1./R2-1./R1);[ex,ey]=gradient(-Z);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(Z)),max(max(Z)),40); contour(X,Y,Z,cv,'k-');hold onquiver(X,Y,ex,ey,0.7);q=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2+1.0*10^(-10));U=q*k*(1./R2-1./R1);[ex,ey]=gradient(-U);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(U)),max(max(U)),40); surfc(x,y,U);实验二恒定电场的仿真1．实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念。

电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告引言：电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念。

电磁场是由电荷产生的一种物理场，它的存在和变化会影响周围空间中的其他电荷。

而电磁波则是电磁场的一种传播形式，它以电磁场的振荡和传播为基础，具有波动性质。

本次实验旨在通过实际操作和测量，深入了解电磁场和电磁波的特性。

实验一：测量电磁场强度在实验一中，我们使用了一个电磁场强度计来测量不同位置的电磁场强度。

首先，我们将电磁场强度计放置在一个固定的位置，记录下此时的电磁场强度。

然后，我们将电磁场强度计移动到其他位置，重复测量过程。

通过这些数据，我们可以得出不同位置的电磁场强度的分布情况。

实验结果显示，电磁场强度随着距离的增加而逐渐减弱。

这符合电磁场的特性，即电荷产生的电磁场在空间中以一定的规律传播，而传播的强度会随着距离的增加而减弱。

这一实验结果验证了电磁场的存在和变化对周围环境的影响。

实验二：测量电磁波频率和波长在实验二中，我们使用了一个频率计和一个波长计来测量电磁波的频率和波长。

首先，我们将频率计和波长计设置好，并将它们与电磁波源连接。

然后，我们观察频率计和波长计的测量结果，并记录下来。

通过这些数据，我们可以得出电磁波的频率和波长的数值。

实验结果显示，不同频率的电磁波具有不同的波长。

频率越高的电磁波，波长越短；频率越低的电磁波，波长越长。

这符合电磁波的特性，即电磁波的振荡频率和波长之间存在一定的关系。

这一实验结果验证了电磁波的波动性质，以及频率和波长之间的关系。

实验三：观察电磁波的干涉和衍射现象在实验三中，我们使用了一块光栅和一个狭缝装置来观察电磁波的干涉和衍射现象。

首先，我们将光栅放置在光源前方，并调整光源的位置和光栅的角度。

然后，我们观察到在光栅后方的屏幕上出现了一系列明暗相间的条纹。

这些条纹是由电磁波的干涉和衍射效应引起的。

实验结果显示，当电磁波通过光栅时，会发生干涉和衍射现象。

干涉现象表现为明暗相间的条纹，而衍射现象表现为条纹的扩散和交替。

电磁场与电磁波实验报告实验一电磁场参量的测量实验目的1、在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。

2、熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波的相位常数和波速实验原理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。

本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长的值，再由2，f得到电磁波的主要参量：和等。

本实验采取了如下的实验装置设入射波为E i E）e j，当入射波以入射角!向介质板斜投射时，则在分界面上产生反射波E r和折射波E t。

设介质板的反射系数为R,由空气进入介质板的折射系数为T o，由介质板进入空气的折射系数为T c，另外，可动板P r2和固定板P r1都是金属板，其电场反射系数都为-1。

在一次近似的条件下,接收喇叭处的相干波分别为E M RT o T c E oi e j 1，RT°T c E oi e j 2这里 1 2L ri L r3 L ri ；2 2L「2 L“2L M 2 L L r3 L2；其中L L2 L i|。

又因为为定值，L2则随可动板位移而变化。

当P r2移动L值，使P r3有零指示输出时，必有E M与E r2反相。

故可采用改变P r2的位置，使尺3输出最大或零指示重复出现。

从而测出电磁波的波长和相位常数。

下面用数学式来表达测定波长的关系式。

在P r3处的相干波合成为E r E M E「2 e j 1 e j2j 1 2 /或写成E r2RT0T c E0i cos 2 e 2（1-2）式中 1 2 2 L为了测量准确，一般采用P3零指示法，即cos 20或（2n 1），n=0,1,2……这里n表示相干波合成驻波场的波节点（E r 0 ）数。

同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。

电磁场与电磁波实验报告（一）引言概述：电磁场与电磁波是近代物理学中的重要概念，对于理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。

本实验报告旨在通过实验来探究电磁场和电磁波的基本特性，并深入了解其在不同情境下的行为和应用。

一、电磁场的产生与性质1. 静电场与磁场的产生机制2. 静电场与磁场的区别与联系3. 电磁场的力线分布与场强的概念4. 高斯定律与安培定律的应用5. 电磁场的矢量表示及其运算规则二、电磁辐射和电磁波的特性1. 辐射的概念与特点2. 电磁波的定义和分类3. 电磁波的传播速度和能量传播方式4. 电磁波的频率和波长关系5. 电磁波与物质的作用及与光的关系三、电磁波的实验测量1. 等幅比波法测量电磁波的速度2. 利用扩散法测量电磁波的波长3. 利用光栅光谱仪测量电磁波的频率和波长4. 利用双缝干涉测量电磁波的波长5. 利用驻波法测量电磁波的频率四、电磁波在通信中的应用1. 电磁波在无线通信中的传输原理2. 电磁波的调制与解调技术3. 电磁波的天线和传输介质选择4. 电磁波在卫星通信中的应用5. 电磁波在无线电和电视广播中的应用五、电磁波对人体健康的影响1. 电磁波对人体的生物效应与健康风险2. 电磁辐射的安全标准与防护措施3. 电磁波辐射源的评估与监测4. 电磁波辐射对儿童和孕妇的影响5. 电磁波辐射与癌症的关系研究总结：通过本实验的开展，我们深入了解了电磁场和电磁波的产生机制和特性，探讨了其在实验测量、通信技术和健康影响等方面的应用。

电磁场与电磁波作为现代科技中的基础理论和技术手段，对于推动科学技术发展和提高人们的生活水平具有重要意义。

在未来的研究中，我们将继续深入探索电磁场和电磁波的更多应用和相关问题，为推动科学进步和提高人类福祉做出贡献。

最新电磁场与电磁波实验报告
在本次实验中，我们深入研究了电磁场与电磁波的基本特性，并进行了一系列的实验来验证理论和观测实际现象。

以下是实验的主要部分和观察结果的概述。

实验一：静电场的建立与测量
我们首先建立了一个简单的静电场，通过使用高压电源对两个相对的金属板进行充电。

通过改变电源的电压，我们观察到金属板上的电荷积累情况，并使用电位差计测量了电场强度。

实验数据显示，电场强度与电压成正比，这与库仑定律的预测一致。

实验二：电磁波的产生与传播
接下来，我们通过振荡电路产生了电磁波。

在一个封闭的微波腔中，我们使用电磁波发生器产生不同频率的电磁波，并通过特殊的探测器来测量波的传播特性。

实验结果表明，电磁波的传播速度在不同的介质中有所变化，这与介质的电磁特性有关。

实验三：电磁波的极化与干涉
在这部分实验中，我们研究了电磁波的极化现象。

通过使用不同极化的波前，我们观察到了波的干涉效应。

特别是在双缝干涉实验中，我们观察到了明显的干涉条纹，这证明了电磁波的波动性质。

实验四：电磁波的吸收与反射
最后，我们探讨了电磁波与物质相互作用的过程。

通过将电磁波照射在不同材料的样品上，我们测量了波的吸收和反射率。

实验发现，吸收和反射率与材料的电磁性质密切相关，并且可以通过改变波的频率来调整这些性质。

通过这些实验，我们不仅验证了电磁场与电磁波的基本理论，而且加深了对这些现象在实际应用中的理解。

这些实验结果对于无线通信、雷达技术以及其他相关领域的研究和开发具有重要的指导意义。

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MM',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（50A5）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。

一、电磁场与电磁波的应用人们对电磁理论的研究经过了漫长的过程。

早期磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，电学和磁学是两门平行的学科。

电磁场现象的研究发现是从十六世纪下半叶英国人吉尔伯特实验展开的，在研究过程中它采用的方法比较原始，无法完全解释出电磁场的现象原理。

电磁场的近代研究要追溯到18 世纪，由法国物理学家库伦以及英国物理学家卡文迪许展开研究分析，他们的主要贡献是发明了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，从而促使电磁场的发展得到了质的飞越。

坚信自然力可以相互转化的奥斯特发现了电流磁效应，之后安培提出安培定则和分子电流假说。

受到奥斯特试验现象鼓舞的法拉第于1831年首次发现电磁感应现象，奠定了电磁学的基础。

在这之后，经典电磁学集大成者、英国天才物理学家麦克斯韦在法拉第的电磁研究基础上，进一步探讨了电与磁之间的互相影响作用关系，说明了电磁场的涵义，与此同时，他还总结分析除了电磁现象的规律，发表了位移电流的相关概念，并总结提出了麦克斯韦方程组，实现了物理史上的第二次综合。

现代电子技术如通讯、广播、电视、导航、雷达、遥感、测控、电子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁波的发射、控制、传播和接收；从家用电器、工业自动化到地质勘探，从电力、交通等工业、农业到医疗等国民经济领域，几乎全部涉及到电磁场理论的应用。

并且电磁学一直是新兴科学的孕育点。

电磁场在科学技术中的应用，主要有两类：一类是利用电磁场的变化将其他信号转换为电信号，进而达到转化信息或者自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或者电流的作用来控制其运动，使平衡、加速、偏转或转动，以达到预定的目的。

接下来将介绍电磁场的在人们生活中的应用的一种--磁悬浮列车。

电磁悬浮技术（electromagnetic levitation）简称EML技术。

它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属的悬浮体。

磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。

电磁场与电磁波实验报告实验题目：电磁场与电磁波实验实验目的：1.了解电磁场的产生原理和特性。

2.理解电磁波的概念和基本特性。

3.掌握测量和分析不同电磁波的实验方法。

实验器材：1.U形磁铁2.电磁铁3.直流电源4.交流电源5.电磁感应器6.示波器7.微波源8.微波接收器9.光栅片10.各种电磁波滤波器实验原理：1.电磁场的产生：电流通过电线时，会在周围产生磁场。

在一对平行导线中，当电流方向相同时，导线之间的磁场是叠加的；当电流方向相反时，导线之间的磁场互相抵消。

2.电磁场的特性：电磁场具有两种性质，即不能长距离传播和具有作用力。

通过电磁感应现象，可以观察到电磁场的作用力。

3.电磁波的产生与传播：当电场和磁场变化时，会激发并产生电磁波。

电磁波可根据频率不同被分为不同波段，如：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

实验步骤：实验1：观察电磁场的产生和作用1.将磁铁插入U形磁铁中，并将直流电源连接到U形磁铁的两端；2.在U形磁铁下方放置一根金属杆，并用电磁感应器在金属杆上方测量磁感应强度；3.开启直流电源，记录不同电流强度下的磁感应强度，并绘制电流与磁感应强度的图线；4.在磁铁两端放置一磁性物体，观察其受力情况。

实验2：测量电磁波的特性1.将微波源和微波接收器分别连接至交流电源和示波器；2.将微波源调至一定频率，并记录该频率；3.调整示波器至合适的量程和垂直偏置，观察示波器上的微波信号；4.更换不同频率和波长的电磁波，重复步骤3；5.将光栅片放置在微波源与接收器之间，观察光栅片的衍射效应。

实验结果与分析：实验1：观察电磁场的产生和作用根据实验数据，绘制出电流与磁感应强度的图线，可以观察到磁感应强度与电流之间呈现线性关系，并且磁性物体受到磁力的作用。

实验2：测量电磁波的特性根据实验数据，可以观察到不同频率和波长的电磁波在示波器上表现出不同的振动形态，频率越高，波长越短。

通过光栅片的衍射效应，可以观察到电磁波的波长。

电磁波与电磁场第三次实验报告实验八 直线电荷与共面圆弧电荷之间的相互作用力分析一、实验目的1、掌握MATLAB 仿真的基本流程与步骤；2、掌握静电场的基本分析方法与基本性质；3、理解矢量积分法在静电场分析中的应用；4、了解数值分析手段在电磁场分析中的应用。

二、实验原理如图所示，一无限长直线电荷旁边有一共面的圆弧，直线电荷的线密度为λ（0λ>），圆弧均匀带电q （0q >），半径为a ，张角为α，弧心O 到直线的距离为d 。

分析圆弧所受的电场力。

分析与讨论： 基本分析过程：圆弧长为2C a α=，电荷的线密度为'/q c λ=，在圆弧上取一长为dl ad θ=弧元，带电量为d d d 2qq l λθα'==，直线电荷在弧元处产生的电场强度方向沿着x 轴正向，大小为022π()cos k E d x d a λλεθ==++aO x d λθd l 2αd FqAB C电荷元所受的电场力为：d d d (cos )k q F E q d a λθαθ==+，圆弧所受的电场力为：02d cos k qF d a αλθαθ=+⎰ （1）如果0d = ，则02d cos k q F a αλθαθ=⎰，根据积分公式可得21sin ln cos k q F a λααα+= 但/2a π≠，否则圆弧接触直线电荷。

（2）如果d a =，则2002d 2d 1cos 2cos (/2)k q k q F a a ααλθλθαθαθ==+⎰⎰积分得2t a n 2k q F a λαα=但a π≠，否则圆弧接触直线电荷。

（3）如果d a =-，则积分得到F →-∞，这是圆弧与直线电荷接触的情况。

d a =-的距离称为奇点。

以上仅为简单的分析，讨论了几种特殊情况，下面来分析一般情况：2d cos k qF d a αλθαθ=+⎰ 设22d 2121arctan(tan )arctanh(tan )1cos 121211k k S k k k k k θθθθ--===+++--⎰ 取/k a d =，可得圆弧所受的电场力：2241arctan(tan )2k q d a F d a d a λαα-=+-或2241arctanh(tan )2k qa d F a d a d λαα-=+- 当d a <-时，圆弧所受力方向向左，上面两式都要取负号。

第一章反射实验●实验原理当微波遇到金属板时将会发生全反射，本实Array验就是以一块金属板作为障碍物，来研究当微波以某一入射角投射到金属板时，所遵守的反射定律。

●实验报告●在误差允许范围内入射角等于反射角。

第二章 衍射实验●实验原理：如图所示，当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。

在缝后面出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。

在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为ϕ=sin-1(λ/a)，其中λ是波长，a 是狭缝宽度。

两者取同一长度单位。

然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：ϕ=sin-1(3λ/2a)。

Ф—I 曲线图（标注极大值点）-20204060801001202468101214161820222426283032343638404244464850● 实验分析随着角度的增加，电流强度出现两个峰值，证明这是两个加强点。

第三章 干涉实验●实验原理如图所示，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是相干波，因此在金属板的背面空间中，将产生干涉现象。

当然，通过每个缝也有衍射现象。

因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。

为了只观察双缝的两束中央衍射波相互干涉的现象，令双缝的缝宽a 接近λ，λ=32mm ，a=40mm 。

这时单缝的一级极小接近53︒。

因此取较大的b ，则干涉强度受狭缝衍射的影响小，当b 较小时，干涉强度受狭缝衍射影响大。

干涉加强的角度为：ϕ=sin -1(K ⋅λ/(a+b))，式中K=1、2、…。

干涉减弱的角度为：ϕ=sin -1((2K+1)⋅λ/2(a+b))，式中K=1、2、…。

实验报告 ()Ф—I 曲线图（标注极大值点）-2020406080100012345678910111213141516171819202122232425● 实验分析由于光的干涉，随着角度的增加，出现了光的加强的区和减弱区。

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，所以入射角不会完全等于反射角，由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。

越向两边误差越大，说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。

2、观察介质板（玻璃板）上的反射和折射实验将金属换做玻璃板，观察、测试电磁波在该介质板上的反射和折射现象，自行设计实验步骤和表格，计算反射系数和透射系数，验证透射系数和反射系数相加是否等于1 。

电磁场与电磁波(天线部分实验报告班级：姓名：学号：实验一网络分析仪测量振子天线输入阻抗实验目的1．掌握网络分析仪校正方法；2．学习网络分析仪测量振子天线输入阻抗的方法；3．研究振子天线输入阻抗随振子电径变化的情况。

实验原理当双振子天线的一端变为一个无穷大导电平面后，就形成了单振子天线。

实际上当导电平面的径向距离大到0.2~0.3λ，就可以近似认为是无穷大导电平面。

这时可以采用镜像法来分析。

天线臂与其镜像构成一对称振子，则它在上半平面辐射场与自由空间对称振子的辐射场射相同。

由于使用坡印亭矢量法积分求其辐射功率只需对球面上半部分积分，故其辐射功率为等臂长等电流分布的对称振子的一半，其辐射电阻也为对称振子的一半。

当h<<λ时，可认为R≈40。

由于天线到地面的单位长度电容比到对称振子另一个臂的单位长度电容大一倍，则天线的平均特征阻抗也为等臂长对称振子天线的一半，为=60[ln(2h/a-1]。

实验步骤1．设置仪表为频域模式的回损连接模式后，校正网络分析仪；2．设置参数(BF=600，∆F=25，EF=2600，n=81并加载被测天线，开始测量输入阻抗；3．调整测试频率寻找天线的两个谐振点并记录相应阻抗数据；4．更换不同电径（φ1，φ 3，φ9）的天线，分析两个谐振点的阻抗变化情况。

实验数据当被测天线的电径为1mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：当被测天线的电径为3mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：当被测天线的电径为9mm时，可在Smith原图上得到如下阻抗点分布：实验结果分析由图可知，相同材质、不同电径的天线对应不同的输入阻抗，电径越大，谐振点输入阻抗越小，网络反射系数越小，回波损耗越小。

1被测天线的电径对天线的阻抗是基本不产生影响的，上述三图中阻抗有差别主要是因为三根阵子粗细不同因而对空间电磁场产生了一些影响导致了天线阻抗的变化，本质上是不影响的。

2天线的电阻随着频率的变化是不断变化的，频率变化范围为600KHz到2600KHz，变化的趋势为——在前20个点基本不变，后面的点基本随着频率的增加电阻增加。

工程电磁场实验报告实验1 :熟悉Matlab、矢量运算要求：学习矢量的定义方法（例A=[1,2,3]），加减运算，以及点积积cross（A,B）、求模运算norm（A）。

1）通过调用函数，完成下面计算【p31，习题1.1】。

给定三个矢量A、B和C如下：求（1）e；（2）|A-B| ；（3）AB ；（4）AB（5）A在B上的投影（6）A C ；(7)A (B C)和C (A B) ；( 8)(A B) C 和A (B C)答案：(1)e A =[0.2673,0.5345,—0.8018]； (2)| A —B|= 7.2801 ； (3)=；(4)% =2.3646(135.4815) ；( 5)-2.6679 ；(6)A C =[-4,-13,-10]；(7) A (B C) =C (A B) =-42(8) (A B) C =[2, -40,5] ；A (B C)珂55,-44,-11]程序代码：A=[1,2,-3]B=[0,-4,1]C=[5,0,-2](1) eA=A/norm(A) ( 2)X=norm(A-B)(4) D=acos(dot(A,B)/(norm(A)*norm(B)))(6)G=cross(A,C)(7)I=dot(A,cross(B,C))(8)M=cross(cross(A,B),C) 2、三角形的三个顶点位于A(6,-1,2), B(-2,3,-4), C(-3, 1,5)点，求(1)该三角形的面积；(2)与该三角形所在平面垂直的单位矢量。

(答案S=42.0119, n =[0.2856,0.9283,0.238])程序代码：A=[6，-1,2]B=[-2,3,-4]C=[-3, 1,5]D=acos(dot(A-B,C-A)/( norm(A-B)* norm(B-C)))A = e x 2e y _ 3e zC = 5e x- 2e zdot(A,B)、叉(3)Y=dot(A,B)(5) H=norm(A)*cos(F)K=dot(C,cross(A,B))P=cross(A,cross(B,C))E=norm(A-B)*si n(D)S=norm(B-C)*E/2n=cross(A-B,C-A)/( norm(C-A)* norm(A-B)*(sqrt(1-(dot(C-A,A-B)/( no rm(C-A- A)* norm(A-B))F2)))3、在直角坐标系中，在点P(3,4,2 )处的电场强度为4e x 2e y 3e z。

电磁场与波实验报告电磁场与波实验报告引言：电磁场与波是物理学中重要的研究对象，对于我们理解光、电、磁等现象具有重要意义。

为了更好地探究电磁场与波的性质，我们进行了一系列实验，下面将对实验过程和结果进行详细报告。

实验一：电磁感应现象实验目的：通过实验观察电磁感应现象，验证法拉第电磁感应定律。

实验装置：实验装置由一根导线、一个磁铁和一个电流表组成。

实验步骤：1. 将导线绕在一个纸芯上，形成一个线圈。

2. 将磁铁靠近线圈，观察电流表的指示情况。

实验结果：当磁铁靠近线圈时，电流表指针发生偏转，表明在导线中产生了电流。

当磁铁远离线圈时，电流方向相反。

这一现象验证了法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会引起导线中的电流。

实验二：电磁波的传播实验目的：通过实验观察电磁波的传播特性，验证电磁波的存在。

实验装置：实验装置由一个发射器和一个接收器组成。

实验步骤：1. 将发射器放置在一定距离内，接通电源。

2. 在接收器处设置一个示波器，调节示波器的参数。

3. 观察示波器上的波形变化。

实验结果：当发射器工作时，示波器上出现了一定频率的波形。

通过调节示波器参数，我们可以观察到电磁波的传播特性，包括波长、频率等。

这一实验结果验证了电磁波的存在，并且进一步揭示了电磁波的传播特性。

实验三：电磁波的干涉实验目的：通过实验观察电磁波的干涉现象，验证电磁波的波动性质。

实验装置：实验装置由一个光源、一个狭缝、一个屏幕和一个检测器组成。

实验步骤：1. 将光源置于一定位置，使其照射到狭缝上。

2. 在屏幕上观察到干涉条纹的出现。

3. 使用检测器测量干涉条纹的强度。

实验结果：在屏幕上观察到了明暗相间的干涉条纹，这表明电磁波具有波动性质。

通过检测器的测量，我们可以进一步研究干涉条纹的强度分布规律。

这一实验结果验证了电磁波的波动性质，并且揭示了电磁波的干涉现象。

结论：通过以上实验，我们验证了电磁感应定律、电磁波的存在以及电磁波的波动性质。

电磁场与波是物理学中重要的研究对象，对于我们理解光、电、磁等现象具有重要意义。

电磁场与电磁波实验LT实验一 电磁波参量的测量一、实验目的1.在学习均匀平面电磁场特性的基础上，观察电磁波传播特性。

2.熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定相位常数和波速。

二、实验原理两束等幅，同频率的均匀平面电磁波，在自由空间以相同或相反方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场分布。

本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由空间内电磁波波长λ值，再由β=2πλ⁄，ν=λf =ωβ⁄得到电磁波的主要参数：β，ν等。

图1-1其中λ的测量方法如下：设入射波为：E i=E0i e−jϕ。

当入射波以入射角θ1向介质板斜投射时，则在分界面上产生反射波E r和折射波E t。

设介质板的反射系数为R，由空气进入介质板的折射系数为T0，由介质板进入空气的折射系数为T c，另外，可动板P r2固定板P r1都是金属板，其电场反射系数为-1。

在一次近似的条件下，接收喇叭P r3处的相干波分别为E r1=−RT0T c E0i e−jϕ1，E r2=−RT0T c E0i e−jϕ2。

在P r3处相干波合成为E r=E r1+E r2=−RT0T c E0i(e−jϕ1+e−jϕ2)式中Δϕ=ϕ1−ϕ2=2β∗ΔL为了准确测量，一般采用P r3零指示法，⁄)=0或Δϕ=(2n+1)π即cos(Δϕ2n=0,1,2…这里n表示相干波合成驻波场的波节点（E r=0）数。

同时，除n=0以外的n值，又表示相干波合成驻波的半波长数。

故把n=0时E r=0的驻波节点为参考节点的位置L0，又因Δϕ=2∗(2πλ⁄)∗ΔL⁄)∗ΔL或4ΔL=故(2n+1)π=2∗(2πλ(2n+1)λ(n为半波长数，一般n=4可得λ=2(L n−L0)n已足够)图2-2 相干波E r1和E r2分布图三、实验内容1.了解电磁波综合测试仪的工作特点，使用方法，特别要熟悉和掌握利用相干波原理测试电磁波波长的方法。

一、实验目的1. 了解电磁波的基本特性和传播规律。

2. 掌握电波传播实验的基本原理和方法。

3. 通过实验验证电磁波在均匀介质和非均匀介质中的传播特性。

4. 熟悉电波传播测量仪器的使用。

二、实验原理电磁波是一种电场和磁场相互垂直、同时与传播方向垂直的波动。

在均匀介质中，电磁波的传播速度为常数，且与传播方向无关。

而在非均匀介质中，电磁波的传播速度会因介质的不均匀性而发生变化。

本实验主要研究电磁波在均匀介质和非均匀介质中的传播特性，包括：1. 电磁波在均匀介质中的传播速度。

2. 电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象。

3. 电磁波的衰减和相速度。

三、实验仪器与设备1. 电磁波传播实验装置：包括发射天线、接收天线、信号发生器、功率计、衰减器、电波传播测量仪等。

2. 测量仪器：示波器、频率计、电平计等。

四、实验步骤1. 准备实验装置：将发射天线、接收天线、信号发生器、功率计、衰减器等连接好，确保电路连接正确。

2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率、幅度等参数，调整衰减器的衰减值。

3. 测量电磁波在均匀介质中的传播速度：- 将发射天线和接收天线放置在同一水平面上，保持一定距离。

- 打开信号发生器，调整频率和幅度，使发射天线产生电磁波。

- 观察接收天线接收到的信号强度，记录数据。

- 重复实验，改变距离，记录数据。

- 根据实验数据，计算电磁波在均匀介质中的传播速度。

4. 测量电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象：- 将发射天线和接收天线放置在两个不同介质的交界面上。

- 打开信号发生器，调整频率和幅度，使发射天线产生电磁波。

- 观察接收天线接收到的信号强度和相位，记录数据。

- 重复实验，改变介质，记录数据。

- 根据实验数据，分析电磁波在非均匀介质中的折射和反射现象。

5. 测量电磁波的衰减和相速度：- 将发射天线和接收天线放置在同一水平面上，保持一定距离。

- 打开信号发生器，调整频率和幅度，使发射天线产生电磁波。

电磁场与电磁波实验报告
实验目的：通过实验探究电磁场和电磁波的相关性质，加深对电磁
学原理的理解，掌握相关实验操作技巧。

一、实验仪器与材料
本次实验所用仪器设备包括：
1. 电磁场产生装置；
2. 电场仪表；
3. 磁场仪表；
4. 信号发生器；
5. 示波器等。

二、实验步骤
1. 观察并记录电磁场产生装置的工作原理，了解电磁场的形成过程；
2. 利用电场仪表和磁场仪表分别测量电磁场的电场分量和磁场分量，并记录实验数据；
3. 通过调节信号发生器的频率和幅度，产生不同频率的电磁波，并
利用示波器观察并记录波形；
4. 将电磁场和电磁波的实验数据整理，形成图表和曲线。

三、实验结果与分析
根据实验数据，我们可以观察到电磁场和电磁波在不同频率下的表现。

电磁场的电场分量和磁场分量呈现出明显的变化规律，频率越高，波动频率越密集；而电磁波的波形随着频率的增加呈现出不同的特征，频率在一定范围内变化会引起频率响应的变化。

四、结论与思考
通过本次实验，我们深入了解了电磁场和电磁波的相关特性，了解
到电磁场和电磁波在不同频率下的表现差异。

同时，我们也发现了实
验过程中需要注意的细节问题，如仪器的校准和操作注意事项等。

通
过实验，我们不仅加深了对电磁学理论知识的理解，也提高了实验操
作的技巧和分析能力。

综上所述，电磁场与电磁波实验为我们提供了一个直观、具体的实
践平台，促进了电磁学知识的学习与应用，为我们日后的研究与工作
打下了坚实的基础。

电磁场与电磁波实验报告班级：学号：姓名：实验一：验证电磁波的反射和折射定律（1学时）1、实验目的验证电磁波在媒质中传播遵循反射定理及折射定律。

（1）研究电磁波在良好导体表面上的全反射。

（2）研究电磁波在良好介质表面上的反射和折射。

（3）研究电磁波全反射和全折射的条件。

2、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。

3、实验结果：图1.1 电磁波在介质板上的折射图1.2 电磁波在良导体板上的反射实验二：电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验。

1、实验目的（1）研究当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。

在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强；（2）研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上，则每一条狭缝就是次级波波源。

由两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的背后面空间中，将产生干涉现象。

2、实验原理单缝衍射实验原理见下图 5：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时，就要发生衍射的现象。

在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的，中央最强，同时也最宽，在中央的两侧衍射波强度迅速减小，直至出现衍射波强度的最小值，即一级极小，此时衍射角为，其中λ是波长，λ是狭缝宽度。

两者取同一长度单位，然后，随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至一级极大值，角度为：图 5 单缝衍射实验原理图如图 8：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时，则每一条狭缝就是次级波波源，由于两缝发出的次级波是相干波，因此在金属板的背后面空间中，将产生干涉现象。

当然电磁波通过每个缝也有狭缝现象。

因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果。

为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果，令双缝的缝宽α接近入，例如：，这时单缝的一级极小接近53°。