浙江大学-电磁场与电磁波实验(第二次).doc

0
2(no ne )
，
B. 线极化波，极化方向旋转了 45 度 D. 线极化波，极化方向旋转了 90 度 B ） B．使天线的辐射变得更集中 D．使用低驻波比的设备 ~3~
C. 线极化波，极化方向不变 20. 天线增益是如何获得的？ （
A．在天线系统中使用功率放大器 C．使用高效率的天线馈线
二、 （15 分）如下图为微波放大器的输入匹配电路。用双电纳匹配器进行匹配，两并联开路 支线 S1、S2 的间距为 7.5mm，第一个并联支线 S1 离开晶体管输入端为 6.04mm。已知微带线 的有效相对介电常数为 4，特征阻抗为 50，工作频率为 5GHz。测得晶体管输入端处的 电压反射系数为 0.75 150 。 S2 In S1 (1) 求微带线的波导波长g （1 分） 解： g
1 1 m z 方向： S z Re E y H* Re E0 sin x 2 2 a
2 k E m x z 0 sin 2 2 a 0
(4)解：根据 J s n H 求内壁上的电流分布： j m J s x 0 y 0 H z x 0 y 0 E0 e jkz z 0 a j m J s x a y0 H z x a y 0 E0 cos(m )e jkz z 0 a
~7~
四、 （15 分）如图所示，矩形空腔谐振器沿 z 方向用=3.250、=0 的介质填充了 1/3 空间， x 和 y 方向宽度分别为 a=2cm 和 b=1cm。已知谐振频率 f0=15GHz，工作模式为 TE101 模。问： (1) x 方向的传播常数和特征阻抗 kx、Zcx； （2 分） (2) 画出 z 方向的等效电路，求各段的传播常数和特征阻 抗； （6 分） （7 分） a l/3 x (1)解： l z b y

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。

北京邮电大学电磁场与微波测量学院：电子工程学院班级：2013211212姓名：学号：实验四迈克尔逊干涉实验一、实验目的1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。

2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。

二、实验设备DH926B型微波分光仪、三厘米固态振荡器、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、反射板、半透射玻璃板三、实验原理如图5.1所示，在平面电磁波前进的方向放置一块与传播方向成450夹角的半透射板（实验中用玻璃板），由于该板的作用，将入射的电磁波分成为两束，一束穿透玻璃板继续前进，向反射板B方向传播，另外一束被玻璃板反射后，向反射板A方可移动反射板B的波，被反射板B反射后，又到达玻璃板，其中一部分被玻璃板反射后到达接收喇叭；而到达反射板A的波，被反射板A反射后，又到达玻璃板，其中一部分穿过玻璃板也到达接收喇叭，因此接收喇叭接收到的是这两束电磁波的和，当两束电磁波的传播路程相同，或相差波长的整数倍时，接收喇叭接收的信号最强，当他们传播的路程相差为半个波长的奇数倍时，接收喇叭接收到的信号最弱。

通过移动反射板B，可以改变这两束电磁波的传播路程，使得接收喇叭接收到的信号由弱变强，或由强变弱，测得两个相邻最强或最弱时反射板所移动的距离L，就可以得到电磁波的波长，即=2L。

实验中直接观察电压表的读数，为当表头指的距离，由此距示从一次极小变到又一次极小时，则B处的反射板就移动了2离就可求得平面波的波长。

四、实验内容及步骤1、如图5.2，连接仪器。

2、使两喇叭口面互成900。

3、半透射板与两喇叭轴线互成450。

4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。

5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。

图5.2 迈克尔逊干涉实验系统6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出（n ＋1）个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L ，则波长nL2=λ。

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。

电磁场与电磁波第二版课后答案本文档为《电磁场与电磁波》第二版的课后答案，包含了所有章节的练习题的答案和解析。

《电磁场与电磁波》是电磁学领域的经典教材，它讲述了电磁场和电磁波的基本原理和应用。

通过学习本书，读者可以深入了解电磁学的基本概念和原理，并且能够解决一些相关问题。

第一章绪论练习题答案1.电磁场是由电荷和电流产生的一种物质性质，具有电场和磁场两种形式。

电磁波是电磁场的振动。

电磁辐射是指电磁波传播的过程。

2.对于一点电荷，其电场是以该点为中心的球对称分布，其强度与距离成反比。

对于无限长直导线产生的电场，其强度与距离呈线性关系，方向垂直于导线轴线。

3.电磁场的本质是相互作用力。

电场力是由于电荷之间的作用产生的，磁场力是由于电流之间的作用产生的。

解析1.电磁场是由电荷和电流产生的物质性质。

当电荷存在时，它会产生一个电场，该电荷周围的空间中存在电场强度。

同时，当电流存在时，它会产生一个磁场，该电流所在的区域存在磁场。

电磁波是电磁场的振动传播。

电磁波是由电磁场的变化引起的，相邻电磁场的振动会相互影响，从而形成了电磁波的传播。

电磁辐射是指电磁波在空间中的传播过程。

当电磁波从一个介质传播到另一个介质时，会发生折射和反射现象。

2.在一点电荷产生的电场中，电场强度与该点到电荷的距离成反比，即\(E = \frac{{k \cdot q}}{{r^2}}\)，其中\(E\)为电场强度，\(k\)为电场常数，\(q\)为电荷量，\(r\)为距离。

对于无限长直导线产生的电场，其电场强度与离导线的距离呈线性关系。

当离无限长直导线的距离为\(r\)时，其电场强度可表示为\(E = \frac{{\mu_0 \cdot I}}{{2 \pi \cdot r}}\)，其中\(E\)为电场强度，\(\mu_0\)为真空中的磁导率，\(I\)为电流强度。

3.电磁场的本质是相互作用力。

当两个电荷之间有作用力时，这个作用力是由于它们之间的电场力产生的。

电磁场与电磁波实验报告09024126 张亦驰一．实验目的使用简单迭代法与超松弛迭代法求解电磁场金属槽边值问题二．实验步骤1.简单迭代法：源程序：#include<xxgc.h>main(){int i;double a[50][3][3];a[0][0][0]=a[0][1][0]=a[0][2][0]=25;a[0][0][1]=a[0][1][1]=a[0][2][1]=50;a[0][0][2]=a[0][1][2]=a[0][2][2]=75;for(i=0;i<50;i++){printf("a[%d][0][0]=%.3f,a[%d][1][0]=%.3f,a[%d][2][0]=%.3f\n",i,a[i][0][0],i,a[i][1][0],i,a[i ][2][0]);printf("a[%d][0][1]=%.3f,a[%d][1][1]=%.3f,a[%d][2][1]=%.3f\n",i,a[i][0][1],i,a[i][1][1],i,a[i ][2][1]);printf("a[%d][0][2]=%.3f,a[%d][1][2]=%.3f,a[%d][2][2]=%.3f\n\n",i,a[i][0][2],i,a[i][1][2],i,a[i][2][2]);getch();a[i+1][0][0]=0.25*(0+0+a[i][1][0]+a[i][0][1]);a[i+1][0][1]=0.25*(0+a[i][0][0]+a[i][1][1]+a[i][0][2]);a[i+1][0][2]=0.25*(0+a[i][0][1]+a[i][1][2]+100);a[i+1][1][0]=0.25*(a[i][0][0]+0+a[i][2][0]+a[i][1][1]);a[i+1][1][1]=0.25*(a[i][0][1]+a[i][1][0]+a[i][2][1]+a[i][1][2]);a[i+1][1][2]=0.25*(a[i][0][2]+a[i][1][1]+a[i][2][2]+100);a[i+1][2][0]=0.25*(a[i][1][0]+0+0+a[i][2][1]);a[i+1][2][1]=0.25*(a[i][1][1]+a[i][2][0]+0+a[i][2][2]);a[i+1][2][2]=0.25*(a[i][1][2]+a[i][2][1]+0+100);}getch();}实验结果如图2.超松弛迭代法源程序：#include<stdio.h>#include<math.h> #include<iostream> using namespace std;#define pi 3.1415926void Boundary_conditions_initialize(float Boundary_areas[5][5]) {for(int j=0;j<5;j++){ Boundary_areas[0][j]=0;Boundary_areas[4][j]=100; }for(int i=0;i<5;i++){Boundary_areas[i][0]=0;Boundary_areas[i][4]=0;j =100 Vj =0j =0}}void nodes_Field_region_Initialization(float Field_region[5][5]) {for(int i=1;i<4;i++){ for(int j=1;j<4;j++){Field_region[i][j]=0; }}}void Output_nodes_value (float all_nodes[5][5],int count){if(count==0){cout<<"场内各点的初始值为："<<'\n' ;}else{cout<<"迭代次数N="<< count<<'\n'<<"迭代最终结果为：" <<'\n'; }for(int i=4;i>=0;i--){ for(int j=0;j<5;j++){cout<<all_nodes[i][j]<<'\t'<<'\t';}cout<<'\n';}}void main(void){int a=4 ;int h=a/4;float areas[5][5] ;int N=0 ;const float e=0.00001;float Maxerror ;float a0=2/(1+sin(pi/4));Boundary_conditions_initialize(areas);nodes_Field_region_Initialization(areas);Output_nodes_value (areas,N) ;cout<<"加速因子a="<<a0<<'\n';do{ N=N+1 ;for(int i=1;i<4;i++){ for(int j=1;j<4;j++){ float areasK=areas[i][j];areas[i][j]=areas[i][j]+(a0/4)*(areas[i-1][j]+areas[i][j-1]+areas[i+1 ][j]+areas[i][j+1]-4*areas[i][j]);float error=fabs(areas[i][j]-areasK);if(i==1&&j==1){Maxerror=error; }else{if (Maxerror<error) Maxerror=error ;}}}} while(Maxerror>e) ;Output_nodes_value(areas,N);}。

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（1-1）真空中点电荷产生的电位为（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4= （1-3） 电位为4= （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)程序2clearq=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);clearq=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。

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CopyrightAs 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.——Wzh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，反射的能量很小。

解：如图所示，设天线 1 在考察点 P 的辐射场为 E1。由于天线 2 上的电流 I2 2I1e j（式 中 kd cos ），则天线 2 在 P 点的辐射场为 E2 2E1e j 。同理，天线 3、4、5 在 P 点的辐 射场分别为 3E1e j2 ， 2E1e j3 ， E1e j4 ，于是 P 点的总辐射场为

z015.02103 mW / m2
（3）透射波
E2 x0Em2e j2z x01.21510e j1.66z x012.15e j1.66zmV / m
5
H2

1 2
z0
x0 Em2e j2z

1 238.44
y
012.15e
j1.66
z
y0 51103 e j1.66zmA / m
A．都是连续的 B. 不连续的；连续的 C. 连续的；不连续的 D．都不连续
8. z=0 是空气( 0 )与介质( 2 30 )的分界面，若已知空气中的电场强度 E1 3x0 3z0 ， 则介质中的电场强度应为（C）。
A. E2 3x0 9z0
B. E2 x0 3z0
D. 实数部分代表传导电流的贡献，它引起电磁波功率的耗散；虚数部分是位移电流的贡献，
它不能引起能量耗散。
5. 有关天线增益和天线方向性的描述，不正确的是（B）
A．天线增益考虑了天线材料中的欧姆损耗，而天线方向性则没有；
B．天线增益是馈入天线电磁信号的放大倍数，方向性是指波束的指向方向；
C．方向图主瓣越窄，副瓣越小，天线方向性就越大，天线增益也越高
浙江大学 20 16 –20 17 学年 春夏 学期
《 电磁场与电磁波 》课程期末考试试卷

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。

球半径 R=5cm 线匝数N=131匝 材料：环氧树脂 （ 0） • 结构特征： 精心缠绕的线匝 模拟了铅垂方向具有 均匀线匝密度分布的 磁通球的设计要求 • • •
实验原理
球形载流线圈自感系数 L
2 2 L πN 0 R I 9
2 B dS 0 H1 π R sin S
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 坐标 r （cm） （ = 0） −5 −4 感应电势法 测试线圈的感应电势 E （10-3V） 按式(1-6)计算的磁感应强度 B （10-4T = Gs）
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
5
实验任务
磁通球轴线上磁感应强度 B 的分布
ⅱ) 霍耳效应法测磁感应强度 B
序 号 1 2 3 4 坐标（r，） （cm，rad） “北极”（交流激磁 I = 1 A） “北极”（直流激磁 I = 1 A） “赤道”（交流激磁 I = 1 A） “赤道”（直流激磁 I = 1 A） 霍耳效应法 实测值 Bav （10-4T = Gs） 计算的磁感应强度 B （10-4T = Gs） 提示：参考式 (1-3)和式(1-8) 提示：参考式 (1-3)和式(1-8) 提示：参考式 (1-2)和式(1-8) 提示：参考式 (1-2)和式(1-8)

Wm
1 2 LI 2
Wm f h
I Const
1 2 dL I Mg 2 dh
h L ln 2h L 0 aN 2 ln 2 0 R R


2Mgh I L0
N=250匝 盘状线圈 铝质导板 内径R1 = 31 mm 外径R2 = 195 mm 厚度h = 12.5 mm 质量M= 3.1 kg 厚度b = 14 mm 电导率 3.82107 S/m

浙江大学20 11 –20 12 学年 春夏 学期《 电磁场与电磁波 》课程期末考试试卷课程号： _11120010_______，开课学院：___信电系________ 考试试卷：√A 卷、B 卷（请在选定项上打√）考试形式：闭、√开卷（请在选定项上打√），允许带___课本___入场 考试日期： 2012 年 6 月 19 日,考试时间： 120 分钟诚信考试，沉着应考，杜绝违纪。

考生姓名： 学号： 所属院系： _一、单项选择题(每小题2分，共30分)1. 对于二个在同一线性介质中传播的电磁波，下列描述正确的是（ D ） A. 一个波的电场会影响另一波的磁场 B. 一个波的磁场会影响另一波的电场 C. 二个波的电场和磁场相互都有影响 D. 一个波的传播并不影响另一个波的传播2. 有关天线增益的描述，不正确的是 （ B ）A ．与天线方向图有密切的关系B ．馈入天线电磁信号的放大倍数C ．方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高D ．天线把输入功率集中辐射的程度 3. 用铁锤敲打矩形空腔谐振器的顶部，使之略有凹陷，问其谐振频率（ C ）A. 变小B. 不变C. 变大D. 不一定4. 如右图所示。

同样一个负载，接特征阻抗为100Ω和50Ω的传输线时在阻抗圆图上的位置分别是（ B ）A ．M 、N B. N 、M C. N 、Q D. M 、P5．用于微波炉加热食物的容器，其材料的主要特点是（ A ）A. 导电率很小B. 介电常数很大C. 介电常数是复数D. 损耗正切很大6. 二个金属空腔谐振器，形状尺寸完全相同，一个材料是铝，一个材料是铜，比较二者的品质因素， 正确的是（ B ）A ．铝腔大 B. 铜腔大 C. 二者一样大 D. 频率低时铜腔大，频率高时铝腔大7. 各向同性介质是指：（ A ）A. ε、μ、σ与电磁波在空间传播的方向性无关；B. ε、μ、σ与电磁波在空间传播的方向性有关C. 不同方向的E 、H 相同D. 不同传播方向的能量相同8. 两个同频同方向传播的极化方向相互垂直的线极化波，如果（ D ），则合成的波一定是椭圆极化波。

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°;因此取较大的b,则干涉强受单缝衍射影响大;干涉加强的角度为：干涉减弱的角度为：3、实验结果图2.1 单缝衍射的I-α曲线图2.2双缝干涉的I-α曲线实验三：布朗格衍射的实验1、实验目的本实验是仿造X射线入射真实晶体发生衍射的基本原理,人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体,以微波代替X射线,使微波向模拟晶体入射,观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件;这个条件就是布拉格方程;1掌握100面,110面点阵的反射波产生干涉的条件,得出布拉格方程;2了解直线极化和圆极化波特性参数的测试方法;2、实验原理任何的真实晶体,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;晶体内的离子、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格常数;真实晶体的晶格常数约在10−8厘米的数量级,X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级,实际上晶体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,以达到对晶体结构得了解;本实验是仿造 X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理,人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体,以微波代替 X 射线,使微波向模拟晶体入射,观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件,这个条件就是布拉格方程;它是这样说的,当波长为入的平面波射到间距为α的晶面上,入射角为Θ°,当满足条件时n为整数发生衍射;衍射线在所考虑的晶面反射线方向;在布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角即通称的入射角,是为了在实验时方便,因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的 0 度刻度一致时,入射线与反射线的方向在度盘上有相同的示数,不容易搞错,操作方便;3、实验结果图3.1 布拉格衍射I-θ关系曲线由实验数据可得,两侧发生衍射的角度大约在34°和65°附近;根据布拉格方程nλ=2aCOSθ,将λ=32mm,a=40mm代入得：当n=1时,θ=66.42°；当n=2时,θ=36.87°.实验测得数据与理论计算值比较接近,可验证布拉格方程;69°附近产生的峰值可能是由其他实验组影响造成的,不计入考虑;实验四：均匀无损耗媒质参量的测量2学时1、实验目的了解电磁波在真空中传播特性和相干原理;1在学习均匀平面电磁波的基础上,观察电磁波传播特性,E、H、S互相垂直;2推导相干波理论数学模型,自行调节测量仪器,测量基本参量;3测定自由空间内电磁波波长λ、频率f,并确定电磁波的相位常数β和波速υη的测量;4了解电磁波的其他参量,如波阻抗5利用相干波接点位移法推导测量均匀无损耗媒质参量的ε和μ的数学模型6了解均匀无损耗媒质参量λ、β、的差别7熟悉均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性;2、实验原理迈克尔逊干涉试验的基本原理见下图 13 所示：在平面波前进的方向上放置一个成45°的半透射板,由于该板的作用,将入射波分成两束波：一束由于反射向 A 方向传播；另一束透过半透射板向B 方向传播;由于A﹑B 处全反射板的作用,两列波就再次回到半透射板并到达接收喇叭处,于是接收喇叭收到两束同频率且振动方向一致的两个波;如果这两个波的位相差为2π的整数倍,则干涉加强；当相位差为π的奇数倍则干涉减弱;因此在 A 处放一固定板,让 B 处的反射板移动,当表头指示从一次极小变到又一次极小时,则 B 处的反射板就移动λ⁄2的距离,因此有这个距离就可求得平面波的波长;3、实验结果()()mm 32.341-443.5-91.5621n 0L -3L 2=⨯=-⨯=λ实验五：利用微波衰减测量湿度、厚度2学时1、实验目的学习介质特性参量：相移常数和衰减常数的测量方法,自行推导出介质厚度和湿度的数学模型,设计实验方法;1了解被测量的物质所用波为TEM 波,TEM 波产生的条件; 2相移常数和衰减常数测量方法; 3湿度、厚度测量方法 4信号处理方法 2、实验原理同迈克尔干涉实验原理 3、实验结果491.5602.5592.4067.4172.2357.2643.532.13-+-+-+-=91.2=n33221100L L L L L L L L L -'+-'+-'+-'=∆()()mm80.271-432.13-2.05521n 0-32ˊ=⨯=-''⨯'L L λ()d L /1/∆+= λλ()d /91.21/32.3480.27+=mmd 6.12≈。

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。

浙江大学大学物理答案【篇一：11-12-2大学物理乙期末试题b】《大学物理乙（上）》课程期末考试试卷 (b)开课分院：基础部，考试形式：闭卷，允许带非存储计算器入场考试日期：2012年月日，考试所需时间： 120 分钟考生姓名学号考生所在分院：专业班级： .一、填空题（每空2分，共50分）：1、一个0.1kg的质点做简谐振动，运动方程为x(t)?0.2cos3t m，则该质点的最大加速度amax，质点受到的合力随时间变化的方程f(t。

2、一质点作简谐振动，振幅为a，初始时具有振动能量2.4j。

当质点运动到a/2处时，质点的总能量为 j，其中动能为j。

3、在宁静的池水边，你用手指以2hz的频率轻叩池面，在池面上荡起水波，波速为2m/s，则这些波的波长为 m。

4、两列波在空间相遇时能够产生干涉现象的三个条件为：，振动方向相同，初相位差恒定。

5、如图所示，在均匀介质中，相干波源a和b相距3m，它们所发出的简谐波在ab连线上的振幅均为0.4m，波长均为2m，且a为波峰时b恰好为波谷，那么ab连线中点的振幅为 m，在ba延长线上，a点外侧任一点的振幅为m。

6、已知空气中的声速340m/s，一辆汽车以40m/s的速度驶近一静止的观察者，汽车喇叭的固有频率为555hz，则观察者听到喇叭的音调会更________（填“高”或“低”），其频率为____________ hz。

（请保留三位有效数字）．．．．．．7、已知800k时某气体分子的方均根速率为500m/s，当该气体降温至200k时，其方均根速率为__________m/s。

8、体积为2?10?3m3的理想气体，气体分子总数为5.4?1022个，其温度为362k，则气体的压强为_________________pa。

9、麦克斯韦速率分布曲线下的面积恒等于_________。

10、一定量氢气在500k的温度下，分子的平均平动动能为______________________j，分子的平均转动动能为________________________j。

天线形式
水平
距离（ cm ） 垂直
45 度
V形天线1
环形天线2
八木天线3
半波天线4 5、也可接检波装置，观测不同极化时的检波电流大小。
（有兴趣的同学，可用这种方式记录数据，从而画出半波天线
的极化图）。
五、实验步骤 （一）装置白炽灯泡 1、用SMA电缆连接“输出口3”和极化天线（可先选择A端口垂 直极化），将电磁波信号输送到极化天线上发射出去。 2、按下机器供电开关，机器工作正常，按下“发射开关”， 绿色发射指示灯亮，说明发射正常。
3、半波天线的长度计算方法（也可由液晶界面直接显示）： 已知电磁波发射源的频率f,求得波长：λ= v/f, ，比如，电磁波发 射源频率为900MHz,则：
次 天线形式
数
1
2
3பைடு நூலகம்
…
…
天线长 距离 电流大小
度
…
…
实验八 电磁波波长测试实验
一、实验目的 1 、学习了解电磁场电磁波的空间传播特性； 2 、通过对电磁场电磁波波长、波幅、波节、驻波的测量进 一步认识和了解电磁场电磁波 3、了解电磁波的反射特性，利用迈克尔逊干涉现象和相干 波原理测量波长
三、实验仪器
5、开始移动测试支架滑块（向靠近极化天线方向移动）， 直到小灯刚刚发光时，直接在显示器上读取滑块与发射天线的 距离并记录。
6、改变天线振子的长度，重复上面过程，记录数据，总结 得出天线长度与灯泡亮暗的关系。
7、设计制作其它天线形式制作感应器，重复上面过程，记 录数据。
次数 1 2 3 …
天线形式 …
2、将制作的线极化的电磁波感应器安装在测试支架上，分 别设置成垂直、水平、斜45 度三种位置，按下发射按钮，并 移动感应器滑块，观察灯泡达到同等亮度时与发射天线的距 离，并记录数据。

实验报告课程名称： 工程电磁场与波 指导老师： 成绩： 实验名称： 球形载流线圈的场分布与自感一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 八、磁通球磁场的其他解法一、实验目的和要求1.研究球形载流线圈（磁通球）的典型磁场分布及其自感参数。

2.掌握工程上测量磁场的两种基本方法──感应电势法和霍耳效应法。

3.在理论分析与实验研究相结合的基础上，力求深化对磁场边值问题、自感参数和磁场测量方法等知识点的理解，熟悉霍耳效应高斯计的应用。

二、实验内容和原理1.实验内容（1）测量磁通球轴线上磁感应强度B 的分布。

（2）探测磁通球外部磁场的分布。

（3）磁通球自感系数L 的实测值。

（4）观察磁通球的电压、电流间的相位关系。

2.实验原理（1）球形载流线圈（磁通球）的磁场分析图1 球形载流线圈（磁通球）图2 呈轴对称性的场域计算如图1所示，当在z 向具有均匀的匝数密度分布的球形线圈中通以正弦电流i 时，可等效看作为流经球表面层的面电流密度K 的分布。

显然，其等效原则在于载流安匝不变，即如设沿球表面的线匝密度分布为W ′，则在与元长度对应的球面弧元Rdθ上，应有W′Rdθi=N2Rdz i因在球面上，，所以dz=d R cosθ=R sinθdθ代入上式，可知对应于球面上线匝密度分布W′，应有W′=N2R⋅R sinθdθRdθ=N2Rsinθ即沿球表面，该载流线圈的线匝密度分布W′正比于sinθ，呈正弦分布。

因此，本实验模拟的在球表面上等效的面电流密度K的分布为K=N2Ri⋅sinθ∙eϕ由上式可见，面电流密度K周向分布，且其值正比于sinθ。

因为，在由球面上面电流密度K所界定的球内外轴对称场域中，没有自由电流的分布, 所以，可采用标量磁位φm为待求场量，列出待求的边值问题如下：泛定方程：∇2φm1r,θ=0 r<R∇2φm2r,θ=0 r>RBC：H t1−H t2=Hθ1−Hθ2=K n=N2Ri sinθr=RB n1=B n2→μ0H r1=μ0H r2r=Rφm1|r=0=0H2|r→∞=−∇φm2|r→∞=0上式中泛定方程为拉普拉斯方程，定解条件由球表面处的辅助边界条件、标量磁位的参考点，以及离该磁通球无限远处磁场衰减为零的物理条件所组成。