电磁场与电磁波 【matlab】实验四 电磁波的极化实验

基于MATLAB 的电磁场与电磁波课程教学研究与实践电磁场与电磁波是通信、电子及光电等专业的重要基础课程，也是微波技术、天线和遥感遥测等课程的先修课程[1]。

这门课主要讲授矢量分析、静态和时变电磁场、电磁波传输和辐射特性等[2-3]，主要培养学生使用“场”的观点分析和计算一些简单的电磁场问题。

电磁场与电磁波课程要求学生具有较好的数学和物理基础[4-5]，涉及高等数学的矢量分析和微积分等知识[6-7]，普通物理中库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律等基础知识[8]；同时由于电磁波的不可见特性和抽象性，要求学生具有较强的空间想象和分析能力。

因此，电磁场与电磁波课程是教师和学生公认的“难教”和“难学”课程之一[9-10]，如何提升学生对该课程的学习兴趣以及课程教学效果，已成为目前亟须解决的问题。

笔者在教学过程中发现，相比于电磁场与电磁波理论课程，学生更喜欢学习编程课程。

一方面，编程课程的教学内容没有大量枯燥的理论推导；另一方面，学生可以课后自主操作练习，每个小程序的成功编译会提升学生的成就感。

利用这一特点，本次教学改革将MATLAB 软件引入课程教学，不仅可以提升学生的学习兴趣，使学生加强对知识的掌握和理解[11-13]，同时也可以提升教师的教学热情，进而实现提升教学质量的目标。

本文以讲解平面电磁波的传播特性为例，结合MATLAB 软件提供的可视化教学过程，进一步探讨教学改革的可行性。

1 电磁场与电磁波课程教学现状学生在学习过程中遇到的问题包括：电磁场与电磁波课程从第二章开始介绍麦克斯韦方程组，麦克斯韦方程组是由四个一阶偏微分方程组成的一组方程，可以用来解释一切已知的宏观电磁现象。

传统的教学方式讲授麦克斯韦方程组，首先回顾高中物理的三大实验定律，分别是库仑定律、安培定律以及法拉第电磁感应定律[13-15]；其次介绍麦克斯韦提出的两大假设，分别是位移电流的假设及应用条件的假设；最后结合三大实验定律和两大假设，介绍了麦克斯韦方程组及其物理意义。

matlab入射平面极化电磁波
入射平面极化电磁波是指电磁波的电场矢量在入射平面上振荡的情况。

在Matlab中可以通过以下步骤来生成入射平面极化
电磁波：
1. 定义入射平面的方向，可以使用向量来表示。

例如，假设入射平面在X-Y平面上，可以定义入射平面方向向量为 [1, 0, 0]，表示x轴的正方向。

2. 定义入射电磁波的波长、振幅和相位。

波长表示电磁波在一个完整周期内传播的距离，振幅表示电磁波的最大幅值，相位表示电磁波在某一点的相位角度。

3. 根据入射平面的方向，可以得到电磁波的电场矢量在入射平面上的分量。

如果入射平面方向向量为 [1, 0, 0]，则电磁波的
电场矢量在入射平面上的分量为 [Ex, Ey, Ez]，其中Ex和Ey
表示电磁波在入射平面上的电场分量，Ez表示电磁波在垂直
入射平面的电场分量。

4. 使用Matlab的绘图函数来绘制电磁波的振动情况。

可以使
用plot3函数来绘制三维图形，其中x、y和z分别表示三个坐
标轴的坐标，可以使用sin和cos函数来表示电磁波的振动情况。

以上是在Matlab中生成入射平面极化电磁波的一种方式，具
体的实现代码可以根据具体需求进行调整和优化。

第39卷 第9期 高 师 理 科 学 刊 Vol. 39 No.9 2019年 9月 Journal of Science of Teachers′College and University Sep. 2019文章编号：1007-9831（2019）09-0052-04应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验凌滨，郭也，刘文川（东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040）摘要：由于电磁场与电磁波课程在电磁波传播部分授课中的理论和概念抽象，难以理解．利用MATLAB语言编程技术，针对电磁场和电磁波传播2个方面，设计2个模拟仿真实验：均匀平面波在无界空间中的传播和设定各参数实验数据获得分界面上波形的变化．2个具体仿真实验形象地再现了均匀平面电磁波在自由空间传播状态和在2个媒介边界上的变化特征，通过实验有助于学生对电磁场和电磁波基本规律的掌握．关键词：电磁场与电磁波；MATLAB；仿真实验；均匀平面波中图分类号：O441.4 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.09.014Application of MATLAB to design electromagnetic field andelectromagnetic wave simulation experimentLING Bin，GUO Ye，LIU Wen-chuan（School of Mechanical and Electrical Engineering，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China）Abstract：The theoretical and conceptual abstraction of the electromagnetic field and electromagnetic wave course in the teaching of electromagnetic wave propagation is difficult to understand．Using MATLAB language programming technology，two simulation experiments were designed for electromagnetic field and electromagnetic wave propagation，the propagation of uniform plane wave in unbounded space and setting experimental data of each parameter to obtain the waveform change on the interface．Two specific simulation experiments vividly reproduced the variation characteristics of uniform plane electromagnetic waves in free space and the boundary of two media．The experiment helps students master the basic laws of electromagnetic fields and electromagnetic waves．Key words：electromagnetic field and electromagnetic wave；MATLAB；simulation experiment；uniform plane wave电磁场与电磁波作为电子信息和通信工程的专业基础课之一，通过实验课程的环节来加深对电磁场理论知识的理解，并且可以将课堂上所学到的理论知识在实验课中进行验证，加深理解[1-2]．由于目前教学过程中受到实验室的硬件环境的限制，在实验教学环节中以仿真验证为主，利用MATLAB软件对所学的理论知识进行实验，通过理论知识来指导实践．将两者相结合，可以达到提高学生发现并分析问题，利用所学知识解决问题能力的目的，进一步将所学的理论知识完善巩固，更加全面地了解电磁场与电磁波的概念[3-5]．MATLAB仿真软件的数据分析和数据计算的能力十分强大，将实验数据以图形的形式进行展示，提供了一个数据可视化的平台[6]．本文在电磁场与电磁波的实验教学中，利用MATLAB模拟了2种情况下的仿收稿日期：2019-04-10基金项目：东北林业大学教育教学研究课题项目（JG2016008）作者简介：凌滨（1962-），男，黑龙江哈尔滨人，副教授，硕士，从事电磁场与电磁波研究．E-mail：756595015@第9期 凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 53真实验，分别是自由空间和媒质空间中均匀平面电磁波传播波形的变化以及2种介质分界面上电磁波波形的变化．1 均匀平面波在真空和媒质中的传播仿真实验由麦克斯韦方程组可知，变化的电场和磁场相互作用下，产生的电磁波以光速在真空中传播；电磁波在理想介质中是横波，电场和磁场的方向与波的传播方向相互垂直，另外，电场方向与磁场方向也相互垂直[7]．理想介质中均匀平面电磁波的波动方程可以由麦克斯韦方程组推理得到220022200200E E tH H t e m e m ì¶Ñ-=ïï¶í¶ïÑ-=ï¶îu vu v uu v uu v （1） 若电场为线极化方式，且电磁波沿x 轴方向，可以得到22000022(()E H H Ex t t x x tm m e m ¶¶¶¶¶¶=-=-=¶¶¶¶¶¶ （2） 同理220022H Hx te m ¶¶=¶¶，这２个公式都属于波动方程．电场与磁场的传播速度，也就是电磁波在真空中的传播速度，即81/310m/s c =»´．由此可见，电磁波的传播速度（在真空中）与光速等值，理论数据和实验数据一致，这为光的电磁波理论提供了一个重要的理论依据．由波动方程 220022220022E E x tH H x t e m e m 춶=ïï¶¶í¶¶ï=ﶶî （3） 在真空中当平面电磁波的电场强度和磁场强度的频率和相位相同时，２个波动方程的瞬时表达式为m (,)cos()x x E z t e E t z w b =-r r（4）m (,)cos()x y E H z t e t z w b h=-r r （5） 其中：m x E 是电场强度振幅；w 是电磁波的圆频率；b 是相位常数；h 是本征阻抗．设计的仿真均匀平面波形波动见图 1．均匀平面波在导电媒质中具有传播特性：电媒质的典型特征是电导率 0s ¹；电磁波在导电媒质中传播时，由于传导电流J E s =的存在，同时还伴随着电磁能量的损耗；电磁波的传播特性与非导电介质中的传播特性有所不同[8-10]．电场E 、磁场H 瞬时值形式m (,)e cos()z x x E z t e E t z a w b -=-v r（6） m (,)e cos()z x y cEH z t e t z a w b j h -=--r r （7）在导电媒质中衰减常数a 、相位常数b 和本征阻抗c h分别为a = （8）b = （9）54 高 师 理 科 学 刊 第39卷1arctg 2e j c c s weh h === （10）通过改变介电参数e 、磁导率m 、电导率s 和波的频率w ，电磁波在传播中是不断变化的，设计的仿真实验波形变化见图2．应用仿真实验可以形象直观地看到均匀平面波的传播特征，并通过改变介质各参数来观察电磁波的波形变化特性．2 均匀平面波的传播、反射及透射的仿真实验电磁波在入射到不同媒质分界面上时，一部分波会在分界面上进行反射，一部分波会透过分界面．入射波（已知）＋反射波（未知）= 透射波（未知） （1） 0z <中，导电媒质1的参数为111s e m ，，；（2） 0z >中，导电媒质2的参数为222s e m ，，．沿x 方向极化的均匀平面波从媒质1 垂直入射到与导电媒质2 的分界平面上，电场和磁场的变化见图3． 媒质1中的入射波 1i im ()e zx E z e E g -=r r （11）1im i 1()e z y cEH z e g h -=r r （12）媒质1中的反射波1r rm ()e z x E z e E g -=r r（13） 1rm r 1()e z y cEH z e g h -=r r （14）媒质1中的合成波11im rm 1i r 12()()()e e z z y y c cE E H z H z H z e e g g h h --=+=-r r r r r H （15）111i r im rm ()()+()e e z z x x E z E z E z e E e E g g --==+r r r r r（16）其中传播常数1g 和波阻抗1c h为11211)j j s g we =- （17）11211c j s h we -==- （18） 媒质2中的透射波第9期 凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 5522tm t tm t 2()e ,()e zz x y cE E z e E H z e g g h --==r r r r （19）其中：传播常数2g 和波阻抗2c h为12222)j j s g we =- （20）12222c j s h we -=- （21） 改变各参数的数值，介质1，2为不同媒质时，设计的仿真实验波形见图4．改变各参数的数值，介质1为非导电媒质、2为导电媒质时，设计的仿真实验波形见图5．改变各参数的数值，介质1，2为相同电媒质时，设计的仿真实验波形见图6．通过该仿真实验系统操作，设定各参数实验数据，即获得分界面上波形的变化特征．对实验结果进行分析和解释，得到合理有效的结论．3 结束语本文提出了利用MATLAB 来完成电磁场与电磁波的仿真实验，通过仿真实验将理论教学有效地运用到实践教学中，能够使学生更加有效地理解所学的理论知识．电磁场与电磁波的仿真实验练习可以让学生对自己所学的知识有更深地理解，可以用更加灵活的方式掌握专业技能，并对所学专业的应用领域和前景有进一步的了解．在鼓励学生自己利用所学知识解决实际问题的同时，将书本知识与工程实践相结合，将复杂的电磁波问题简化，可以有效地提高授课效果． 参考文献：[1] 谢处方，饶克谨．电磁场与电磁波[M]．北京：高等教育出版社，2006[2] 刘亮元，贺达江．电磁场与电磁波仿真实验教学[J]．实验室研究与探索，2010，29（5）：30-32[3] 王明军．MATLAB 在电磁场与电磁波课程教学中的应用[J]．咸阳师范学院学报，2009，24（2）：89-91 [4] 郭瑜，虞致国．电磁场与电磁波仿真实验教学研究[J]．无锡职业技术学院学报，2018，17（2）：28-31[5] 杨明珊，谭凤杰，李志中，等．电磁场与电磁波实验仿真系统[J]．郑州大学学报：理学版， 2013，45（2）：64-67 [6] 乔世坤．Matlab 在通信课程中的仿真应用[M]．哈尔滨：东北林业大学出版社，2017 [7] 马冰然．电磁场与微波技术[M]．广州：华南理工大学出版社，1999[8] William Hayt，John Buck．Engineering Electromagnetics[M]．Beijing：Tsinghua University Press，2011[9] 万棣，范懿．电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计与开发[J]．电气电子教学，2017，39（4）：141-144[10]邓红涛，刘巧，田敏．利用仿真软件优化电磁场与电磁波教学[J]．电脑知识与技术，2014，10（4）：792-794。

电磁场与电磁波实验指导书目录实验一电磁波感应器的设计与制作实验二电磁波传播特性实验实验三电磁波的极化实验实验四天线方向图测量实验实验一电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是电偶极子？3、了解线天线基本结构及其特性。

二、实验目的1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。

2、通过电磁感应装置的设计，初步了解天线的特性及基本结构。

3、理解电磁波辐射原理。

三、实验原理随时间变化的电场要在空间产生磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产生电场。

电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。

能够辐射电磁波的装置称为天线，用功率信号发生器作为发射源，通过发射天线产生电磁波。

图1 电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称之为接收天线，接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。

如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。

接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置，如图1所示。

电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故又称为元天线，元天线是最基本的天线。

电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等，如图2所示。

图2 接收天线本实验重点介绍其中的一种─—半波天线。

半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。

对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。

这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。

而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。

半波振子因其一臂长度为/4λ，全长为半波长而得名。

其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（/L λ=4）的远区场强有以下关系式：()cos(cos )sin I I E f r rθπθθ==60602 式中，()f θ为方向性函数，对称振子归一化方向性函数为：()()maxcos(cos )sin f F f θθπθθ==2 其中max f 是()f θ的最大值。

59武汉东湖学院论文集基于MATLAB 的磁场与电磁波可视化教学武汉东湖学院电子信息工程学院　刘雅娴电磁场与电磁波是一门通信类理论专业课，具有公式多、难于理解等特点。

本文通过MATLAB 软件，对电磁场与电磁波课程进行了可视化研究，通过形象化的场图等辅助手段，帮助学生理解和掌握电磁场的规律。

一、前言电磁场与电磁波课程具有公式复杂、推导过程多的特点。

而且，电磁场、电磁波方程大多是偏微分方程，充满了矢量运算，如果仅仅通过公式很难理解电磁场、电磁波传播的物理图形。

通过MATLAB 这个图形专家工具，可以很清晰地表述电磁场和电磁波的传播图形，同时可以提高学生的学习兴趣，帮助学生检查作业的正确与否。

二、电磁波二维图形的可视化借助MATLAB 特有的图形功能，可以显示电磁波的二维，增强学生的理解能力。

众所周知，静电场强度可以表示为φ()()E r r =−∇。

以点电荷的静电场为例，点电荷Q 的电场强度02F QE k q r ==，在r 处的电势为()kQr r φ=。

利用MATLAB 的梯度函数gradient ，可以直接计算场强的数值分量，而等势线可以用等值指令contour 绘制。

现以二维情况为例说明。

程序如下：%点电荷的电力线和等势线clear;xm=2.5;ym=2.5; %设置横坐标和纵坐标的范围x=linspace(-xm,xm,400);y=linspace(-ym,ym,400); %设置横坐标和纵坐标向量[X,Y]=meshgrid(x,y); %坐标网点，矩阵R=sqrt(X.^2+Y.^2); %点电荷到场点的距离U=1./R;u=-3:0.5:3; %计算电势，设置等势线的电势相量中可以看出，点电荷的电场线是从点电荷出发的射线，等势线是一系列的同心圆，且越远离中心，间隔越大。

三、电磁波的三维图形可视化麦克斯韦方程表明，变化的电场和变化的磁场相互激发，形成的电磁波在真空中以光速传播，电磁波是横波，电场方向和磁场方向相互垂直，并与传播方向垂直。

实验四 电磁实验仿真 —点电荷电场分布的模拟一. 实验目的电磁场是一种看不见摸不着但又客观存在的物质，通过使用Matlab 仿真电磁场的空间分布可以帮助我们建立场的图景，加深对电磁理论的理解和掌握。

按照矢量分析，一个矢量场的空间分布可由其矢量线（也称力线）来形象表示。

点电荷的电场就是一个矢量场，模拟其电力线的分布可以得到电场的空间分布。

通过本次上机实验希望达到以下目的：1. 学会使用MATLAB 绘制电磁场力线图和矢量图的方法；2. 熟悉二维绘图函数contour 、quiver 的使用方法。

二. 实验原理根据库仑定律，真空中的一个点电荷q 激发的电场3r E q r=v v (高斯制) (1) 其中r 是观察点相对电荷的位置矢量。

考虑相距为d 的两个点电荷q 1和q 2，以它们的中点建立坐标（如图），根据叠加原理，q 1和q 2激发的电场为：12123312r r E q q r r =+v v v (2) 由于对称性，所有包含电荷的平面上，电场的分布一样，所以只需要考虑xy 平面上的电场分布，故121233331212(/2)(/2)ˆˆˆˆ()[]x y E E q x q x q y d q y d E j j r r r r i i -+==++++v (3)其中12 r r ==。

根据电动力学知识（参见谢处方，《电磁场与电磁波》，1.4.1节），电场矢量线（或电力线）满足微分方程： yx E dydx E = (4) 代入(3)式解得电力线满足的方程 1212(/2)(/2)q y d q y d r r C -++= (5) 其中C 是积分常数。

每一个C 值对应一根电力线。

电场的分布也可以由电势U 的梯度(gradient ，为矢量)的负值计算，根据电磁学知识，易知两点电荷q 1和q 2的电势1212q q U r r =+(6)那么电场为 E gradU U =-=-∇v (7)或者 ()(),x y x y E U E U =-∇=-∇ (8)在Matlab 中，提供了计算梯度的函数gradient()。

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。

电磁波的极化实验报告电磁波的极化实验报告引言电磁波是一种横波，它由电场和磁场交替变化而形成。

电磁波的极化是指电场或磁场在空间中的振动方向。

在本次实验中，我们将通过实验验证电磁波的极化现象，并探讨其应用。

实验目的1. 了解电磁波的极化现象。

2. 掌握电磁波的极化实验方法。

3. 探究电磁波极化的应用领域。

实验材料1. 一台光源。

2. 一块偏振片。

3. 一块检偏片。

4. 一块反射板。

5. 一块透射板。

6. 一块电磁波检测器。

实验步骤1. 将光源打开，使其发出光线。

2. 将偏振片放置在光源前方，调整其方向，使光线通过。

3. 将反射板放置在光线前方，观察光线的反射情况。

4. 将透射板放置在光线前方，观察光线的透射情况。

5. 使用电磁波检测器对透射光进行检测，记录实验数据。

实验结果通过实验观察和数据记录，我们得出以下结论：1. 当光线通过偏振片时，只有与偏振片方向一致的光线能够通过，其余光线被吸收或反射。

2. 当光线经过反射板时，光线的振动方向发生了改变。

3. 当光线经过透射板时，光线的振动方向保持不变。

4. 使用电磁波检测器对透射光进行检测时，可以观察到电磁波的强度变化。

讨论与分析通过以上实验结果，我们可以得出以下结论：1. 偏振片可以选择性地通过特定方向的光线，这是由于光的电场振动方向与偏振片的分子结构相互作用导致的。

2. 反射板可以改变光线的振动方向，这是由于光线在反射时与反射板表面发生相互作用而导致的。

3. 透射板可以保持光线的振动方向不变，这是由于透射板的分子结构不会对光线的振动方向产生影响。

4. 电磁波的强度可以通过电磁波检测器进行测量，这为电磁波的研究提供了重要的实验手段。

应用领域电磁波的极化现象在许多领域都有着广泛的应用，例如：1. 光学领域：偏振片的应用可以实现光的偏振控制，用于光学仪器、光通信等领域。

2. 电子显示：液晶显示屏通过控制光的极化方向来实现图像的显示，这是电磁波极化应用的典型例子。

电磁波极化实验报告电磁波极化实验报告引言：电磁波极化是电磁波振动方向的特性，对于电磁波的传播和应用具有重要意义。

本实验旨在通过实验方法探究电磁波的极化现象，并分析其在不同介质中的传播规律。

实验一：线偏振光的产生与检测实验目的：通过实验验证线偏振光的产生与检测原理。

实验步骤：1. 将一束自然光通过一块偏振片，调整偏振片的方向，观察透过偏振片后的光强变化。

2. 用另一块偏振片作为分析器，将其与第一块偏振片的透射轴垂直，观察透过分析器后的光强变化。

实验结果与分析：通过调整偏振片的方向，我们观察到透过偏振片后的光强发生了变化。

当两块偏振片的透射轴垂直时，透过分析器的光强最弱，几乎完全消失。

这说明通过偏振片后的光已经被线偏振。

实验二：电磁波的振动方向与介质的关系实验目的：通过实验探究电磁波的振动方向与介质的关系。

实验步骤：1. 将一束自然光通过一块偏振片，调整偏振片的方向，观察透过偏振片后的光强变化。

2. 将透过偏振片的光照射到不同介质（如玻璃、水等）中，再次观察光强的变化。

实验结果与分析：通过调整偏振片的方向，我们观察到透过偏振片后的光强发生了变化。

当光照射到不同介质中时，光强的变化情况也不同。

这说明电磁波的振动方向与介质的性质有关。

实验三：电磁波的反射与折射实验目的：通过实验研究电磁波在反射和折射过程中的极化现象。

实验步骤：1. 将一束线偏振光照射到一块玻璃板上，调整入射角度，观察反射光的强度和方向。

2. 将线偏振光从空气中射入玻璃板，观察折射光的强度和方向。

实验结果与分析：通过实验观察，我们发现反射光和折射光的振动方向与入射光的振动方向有关。

当入射角度变化时，反射光和折射光的振动方向也发生了变化。

这说明电磁波在反射和折射过程中会发生极化现象。

实验四：电磁波的旋光现象实验目的：通过实验研究电磁波的旋光现象。

实验步骤：1. 将一束线偏振光通过一块旋光片，观察透过旋光片后的光强变化。

2. 改变旋光片的转动方向和角度，再次观察光强的变化。