江西师范大学物理与通信电子学院
教学实验报告
注意：在分析过程中，要把该文件保存到默认的temp文件夹里面，否则将无法正常分析出结果。
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注意：在进行分析过程的时候，可以先在results中建立模型，节省分析的时间。
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天线参数如下：
(Theta, Phi) rEX (Theta, Phi) rEY (Theta, Phi) rEZ (Theta, Phi) rEPhi
注意：实验过程中注意选取BOX的数值应缩小10倍，或者是视图画面要缩小，否则创建的长方体会太大，影响后面选取的直立面。
电磁仿真软件研究报告 随着科技的不断发展，电磁仿真软件在电子工程领域中扮演着越来 越重要的角色。本报告将对电磁仿真软件进行研究，并探讨其在实际 应用中的优势和局限性。 电磁仿真软件是一种通过计算机模拟电磁场分布和电磁波传播的工具。它可以帮助工程师在设计电子设备和电磁系统时进行预测和优化。电磁仿真软件的研究和应用领域非常广泛，包括无线通信、雷达系统、天线设计、电磁兼容性等。 首先，电磁仿真软件具有高度的灵活性和可定制性。它可以根据用 户的需求进行定制，以满足不同的仿真需求。例如，用户可以选择不 同的电磁场模型、边界条件和材料参数，以模拟不同的电磁环境。此外，电磁仿真软件还可以与其他工程软件进行集成，以实现更复杂的 仿真和分析。 其次，电磁仿真软件具有高度的精度和准确性。通过数值计算和数 值方法，电磁仿真软件可以准确地模拟电磁场的分布和传播。这使得 工程师可以在设计阶段就能够预测和解决潜在的电磁问题，从而节省 时间和成本。此外，电磁仿真软件还可以提供详细的仿真结果和分析 报告，帮助工程师更好地理解和解释仿真结果。 然而，电磁仿真软件也存在一些局限性。首先，电磁仿真软件的计 算复杂度较高，需要大量的计算资源和时间。对于大规模的电磁系统 和复杂的电磁场分布，仿真过程可能会非常耗时。其次，电磁仿真软 件的精度和准确性受到多种因素的影响，如模型的简化、边界条件的
设定和材料参数的选择等。因此，在使用电磁仿真软件进行仿真和分析时，需要仔细选择合适的模型和参数，以确保结果的可靠性。 综上所述，电磁仿真软件在电子工程领域中具有重要的应用价值。它可以帮助工程师在设计阶段就能够预测和解决潜在的电磁问题，从而提高设计效率和质量。然而，电磁仿真软件的使用也需要注意其局限性，以确保仿真结果的准确性和可靠性。未来，随着计算机技术的不断发展和硬件性能的提升，电磁仿真软件将会更加强大和智能化，为电子工程师提供更好的仿真和分析工具。
电磁场仿真实验报告 实验题目： 有一极长的方形金属槽，边宽为1m，除顶盖电位为100sin (pi*x)V外，其它三面的 电位均为零，试用差分法求槽内点位的分布。 1、有限差分法的原理 它的基本思想是将场域划分成网格，用网格节点的差分方程近似代替场域内的偏微分 方程，然后解这些差分方程求出离散节点上位函数的值。 一般来说，只要划分得充分细，其结果就可达到足够的精确度。 差分网格的划分有多种不同的方式，这里将讨论二维拉普拉斯方程的正方形网格划分法。 如下图1所示，用分别平行与x，y轴的两组直线把场域D划分成许多正方行网格，网格线的交点称为节点，两相邻平行网格线间的距离h称为步距。 用表示节点处的电位值。利用二元函数泰勒公式，可将与节点（x i，y i ）直接相 邻的节点上的电位值表示为
上述公式经整理可得差分方程 这就是二维拉普拉斯方程的差分格式，它将场域内任意一点的位函数值表示为周围直 接相邻的四个位函数值的平均值。这一关系式对场域内的每一节点都成立，也就是说，对 场域的每一个节点都可以列出一个上式形式的差分方程，所有节点的差分方程构成联立差 分方程组。 已知的边界条件经离散化后成为边界点上已知数值。若场域的边界正好落在 网格点上，则将这些点赋予边界上的位函数值。一般情况下，场域的边界不一定正好落在 网格节点上，最简单的近似处理就是将最靠近边界点的节点作为边界节点，并将位函数的 边界值赋予这些节点。 2、差分方程的求解方法：简单迭代法 先对静电场内的节点赋予迭代初值，其上标（0）表示初始近似值。然后再按下面的公式： 进行多次迭代（k=0,1,2,3…）。当两次邻近的迭代值差足够小时，就认为得到了电位函数的近似数值解。 实验程序： a=zeros(135,135); for i=1:135 a(i,i)=1; end; for i=1:7
电磁场仿真 实验报告 学院 年级 专业班 学生姓名 学号
目录 实验一静电场仿真实 验二恒定电场的仿真 实验三恒定磁场的仿真
2 r n ∑ 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 E = q 4πε0 r （ r 是单位向量） （1-1） 真空中点电荷产生的电位为 ?= q 4πε0 r （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 1 2 n 1 q 2 i i E = E + E + + E = 4πε0 i r i =1 r i （ r 是单位向量）（1-3） 电位为 1 q 1 2 n ?= ? +? + +? = 4πε0 i i =1 r i （1-4） 本章模拟的就是基本的电位图形。 3．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。 分析：真空中负点电荷的电位是： ?= - 场强是： q 4πε0 r
E = - q r 4πε0 r 假设其在坐标原点，则半径为 r ，用 x ，y 的坐标求出 r 进而求出 x ，y 与电位?之间的关系，则可以做出图形。 作图过程： 设原点为负电荷所在位置，平面上任意一点 p （x ，y ），给定 x ，y 可能是-10 到 10 之间的任 意值，求得半径向量 r 为： r 带入公式（2-2）得到电位： ?= - 其中，1.0 *10 -10 是作为无穷小出现的，因为 x ，y 可能同时取 0，这时式子将没有意义。 第一次仿真代码如下： q = 1.6e-19; %设置单位点电荷电量 e0 = 8.8541878e-12; %设置真空介电常数的值 x=-1:0.1:1; y=-1:0.1:1; [x,y]=meshgrid(x,y); fai=-q.*(1./sqrt(x.^2+y.^2+1e-10))./(4*pi*e0); E=-q.*(1./(x.^2+y.^2+1e-10))./(4*pi*e0); surfc(x,y,E); surfc(x,y,fai); 以下是第一次仿真结果图： 图 1-1 第一次负点电荷电位示意图 2
simdroid电磁场模拟仿真实验报告 实验目的：利用simdroid软件对电磁场进行模拟仿真，探究电磁场的基本特性。 实验原理： 电磁场是由产生磁场的电流元素和产生电场的电荷元素共同作用形成的。电磁场的特性可以通过模拟仿真来研究，其中simdroid软件是一种用于电磁场模拟的工具。 实验步骤： 1. 打开simdroid软件，进入电磁场模拟页面。 2. 在屏幕上绘制不同形状的电流元素和电荷元素。 3. 设置电流元素和电荷元素的大小、位置和方向。 4. 点击开始模拟按钮，观察电磁场的分布和变化情况。 5. 根据实验结果分析电磁场的特性。 实验结果： 通过simdroid软件进行电磁场模拟仿真，我们观察到以下现象： 1. 当电流元素增大时，电磁场的强度增加。 2. 当电荷元素增大时，电磁场的强度增加。 3. 当电流元素和电荷元素的距离减小时，电磁场的强度增加。 4. 电磁场的分布呈现环形状，与电流元素和电荷元素的分布情况有关。
实验分析： 通过电磁场模拟仿真实验，我们发现电磁场的强度与电流元素和电荷元素的大小、位置和方向有关。当电流元素和电荷元素增大或距离减小时，电磁场的强度增加。电磁场的分布呈现环形状，表明电磁场的传播具有一定的方向性和传播特性。 实验结论： 通过simdroid软件进行电磁场模拟仿真实验，我们探究了电磁场的基本特性。实验结果表明，电磁场的强度与电流元素和电荷元素的大小、位置和方向有关，电磁场的分布呈现环形状。这些结论对理解电磁场的形成和传播特性具有重要意义。 实验心得体会： 通过这次实验，我深刻认识到了电磁场的基本特性，并学会了使用simdroid软件进行电磁场模拟仿真。这种模拟仿真实验方法非常直观和有效，可以更好地理解和掌握电磁场的特性。同时，我也发现了一些不足之处，比如在设置电流元素和电荷元素的大小、位置和方向时需要更加精确和准确，以获得更加准确的实验结果。这次实验对我提高实验技能和科学研究能力有着积极的促进作用。
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
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。这些现象都可以解释为电磁波在通过光栅时，受到光栅的阻碍和散射，从而产生了干涉和衍射效应。这一实验结果验证了电磁波的波动性质和与物质相互作用的能力。 结论： 通过本次实验，我们深入了解了电磁场和电磁波的特性。实验结果验证了电磁场的存在和变化对周围环境的影响，以及电磁波的波动性质和与物质相互作用的能力。这些知识对于理解电磁学和应用于实际生活中的电磁技术都具有重要意义。通过继续深入研究和实验，我们可以进一步探索电磁场和电磁波的更多特性和应用。
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。通过实验的观察和分析，我们深入了解了电磁场与波的性质和特点。这些实验为我们进一步研究电磁场与波提供了坚实的基础，并且对于实际应用也具有重要的指导意义。
电磁场实验报告 姓名：KZY 班级：自动化1405 学号：090114050X 时间：2016年10月23日
实验名称单缝衍射实验、自由空间中电磁波参量的测量 一、实验目的 1、了解电磁波的空间传播特性 2、通过对电磁波波长、波幅和波节的测量进一步了解和认识电磁 波。 3、利用电磁波的干涉原理，研究均匀无耗媒质εr的测量方法。 4、熟悉均匀无耗媒质分界面对电磁波的反射和透射特性。 二、实验仪器设备 1、单缝衍射仪器配置 2、单缝衍射板 3、半透射板 4、全反射板 三、实验原理 1、单缝衍射原理 查阅参考书籍可知，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Фmin=sin-1λ/α。其中λ是波长，α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：Фmin=sin-1（3/2·λ/α）。 2、迈克尔逊干涉原理 由于两列波存在一定关系的波程差，两列波将发生干涉。而两列波发生干涉，存在合成振幅会出现最大与最小的情况。实验中，为了提高测量波长的精确度，测量多个极小值的位置，设S0为第一个极小值的位置吗，S n为第（n+1）个极小值的位置，L=|S n-S0|，则波长λ=2L/n。 三、实验内容与实验步骤 （1）单缝衍射实验 1、打开DH1121B的电源； 2、将单缝衍射版的缝宽α调整为70mm左右，将其安放在刻度盘上，衍射版的边线与刻度盘上两个90°对齐。
北邮电磁场实验报告 北邮电磁场实验报告 引言： 电磁场是物理学中非常重要的一个概念，它涉及到电荷、电流和磁性物质之间 的相互作用。为了更好地理解电磁场的特性和行为，我们进行了一系列的实验。本报告将详细介绍我们在北邮进行的电磁场实验及其结果。 实验一：静电场与电势分布 在这个实验中，我们使用了一对带电的金属板，通过改变金属板的电荷量和距离，观察了电势分布的变化。实验结果显示，电势随距离的增加而逐渐降低， 符合电势随距离平方反比的规律。此外，我们还观察到电势在金属板附近的区 域呈现出均匀分布的特点。 实验二：磁场与磁力线 在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一块磁铁，通过改变电流的方向和 大小，观察了磁场的行为。实验结果显示，磁铁产生的磁场呈现出环形磁力线 的分布。当通电导线与磁铁相互作用时，导线会受到磁力的作用，其受力方向 与电流方向、磁场方向之间存在一定的关系。 实验三：电磁感应与法拉第电磁感应定律 在这个实验中，我们使用了一根通电导线和一个线圈，通过改变导线中的电流 和线圈的位置，观察了电磁感应现象。实验结果显示，当导线中的电流改变时，线圈中会产生感应电流。根据法拉第电磁感应定律，感应电流的大小与导线中 电流变化的速率成正比。此外，我们还观察到线圈中感应电流的方向与导线中 电流变化的方向存在一定的关系。
实验四：电磁波的传播 在这个实验中，我们使用了一个发射器和一个接收器，通过改变发射器的频率和接收器的位置，观察了电磁波的传播行为。实验结果显示，电磁波以波动的形式传播，其传播速度与真空中的光速相同。此外，我们还观察到电磁波的频率与波长之间存在一定的关系，即频率越高，波长越短。 结论： 通过以上实验，我们对电磁场的特性和行为有了更深入的了解。我们发现电磁场的行为符合一系列的规律和定律，如电势随距离平方反比、磁力线的环形分布、法拉第电磁感应定律等。这些规律和定律为我们理解电磁场的本质和应用提供了重要的指导。同时，我们也意识到电磁场在日常生活中的广泛应用，如电磁感应用于发电机、电磁波用于通信等。通过这些实验，我们对电磁场的重要性和实际应用有了更深刻的认识。 总结： 电磁场实验是物理学中非常重要的一部分，通过实验可以更好地了解电磁场的特性和行为。在北邮进行的电磁场实验中，我们观察到了电势分布、磁力线、电磁感应和电磁波的传播等现象，并得出了一系列的结论。这些实验结果对于我们理解电磁场的本质和应用具有重要意义。通过这些实验，我们不仅加深了对电磁场的理论认识，还提高了实验操作和数据处理的能力。希望今后能继续进行更多的电磁场实验，为电磁学的研究和应用做出更大的贡献。
电磁场与电磁波实验陈述之宇文皓月创作 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概况上的全反射。 （2）研究电磁波在良好介质概况上的反射和折射。 （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，肯定要发生反射，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较的狭缝时，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，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。 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较的狭缝时，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，因此在金属板的面前面空间中，将发生干涉现象。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
水杯电磁实验报告 水杯电磁实验报告 引言： 电磁学是物理学的重要分支之一，它研究电荷、电流和电磁场之间的相互作用。在日常生活中，我们经常使用的水杯也可以成为电磁实验的对象。本报告将介 绍一项关于水杯的电磁实验，探究水杯在电磁场中的行为。 实验目的： 本实验的目的是通过观察水杯在电磁场中的行为，了解电磁场对物体的影响。 同时，通过实验结果的分析，探究电磁场与物体之间的相互作用规律。 实验材料与方法： 1. 实验材料：水杯、电磁铁、电源、导线等。 2. 实验方法： a. 将电磁铁连接至电源，调整电源的电流强度。 b. 将水杯放置在电磁铁上方，使其与电磁场相互作用。 c. 观察水杯在电磁场中的行为，并记录实验结果。 实验结果与分析： 在实验过程中，我们观察到以下现象： 1. 当电磁铁通电时，水杯表面会出现微弱的震动。 2. 当电磁铁的电流强度增大时，水杯的震动幅度也增大。 3. 当电磁铁的极性改变时，水杯的震动方向也会相应改变。 通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论： 1. 水杯的震动是由电磁场对水杯内的电荷产生的力所引起的。电磁场中的磁力
作用于水杯内的电荷，使得水杯发生震动。 2. 随着电磁场的强度增加，水杯的震动幅度也增加。这是因为电磁场的力与电 流的大小成正比，电磁场强度越大，对水杯的力也越大。 3. 当电磁铁的极性改变时，水杯的震动方向也会相应改变。这是因为电磁场的 方向改变，对水杯的力方向也会改变。 实验的局限性与改进方向： 本实验的局限性在于实验条件的简单性，实验结果可能受到其他因素的干扰。 为了提高实验的准确性，可以进行以下改进： 1. 使用更精确的电磁铁和电源，以控制电磁场的强度和方向。 2. 在实验过程中排除其他干扰因素，如风力、震动等。 3. 进一步观察不同材质、形状的水杯在电磁场中的行为，比较它们的差异。 实验的应用前景： 水杯电磁实验的结果对于理解电磁场与物体的相互作用具有重要意义。除了理 论研究之外，该实验也具有一定的应用前景： 1. 在电磁学教学中，通过水杯电磁实验可以生动形象地展示电磁场的作用原理，帮助学生更好地理解电磁学知识。 2. 在工程领域中，通过对水杯电磁实验的研究，可以设计出更高效的电磁设备，提高其性能和稳定性。 3. 在日常生活中，水杯电磁实验也可以作为一种娱乐活动，吸引人们对电磁学 的兴趣，促进科学普及。 结论： 水杯电磁实验是一项简单而有趣的实验，通过观察水杯在电磁场中的行为，我
电子在电磁场中的运动规律-实验报告 LT
电子在电磁场中的运动特性研究 一、 实验目的 1、 测试电偏转 2、 测试磁偏转 3、 测试电聚焦 4、 测试磁聚焦 二、实验原理 （一）电偏转 电子从阴极发射出来后，受阳极作用而加速。如果电子逸出阴极时的初始 动能可以忽略不计，那么它从2A 射出时的动能就由下式确定：22 2 1eV mv z v =√ 2eU 2m 过阳极A2的电子以v 的速度进入两个分别平行的平行板电容器间。若在某个平行板间加上电压U ，板间距离为d ，则板间电场（近似视为匀强电场）E =U d 。 设电子速度方向为z ，电场方向为Y 轴，平行
板正中央为x轴。 初，v z =v；v y =0；电子通过板所需时间为 t=l v ； 电子在平行板间加速度为a y =−eE m ,则射出平 行板时y方向上位移y 1 =1 2 a y t2=⋯=Ul2 4U2d 速度V y=a y t,V x=v,tanθ=Vy Vx =Ul 2U2d 又由图知，D=y 1 +Ltanθ所以 D= 1 2 Ul U2d ( l 2 +L) （二）电聚焦 聚焦阳极和第二阳极是由同轴的金属圆筒组成。由于各电极上电位不同，在他们之间形成了弯曲的等位面，电力线。这样就使电子束的路径发生弯曲，这样的组合称为电子透镜。改变等位面的弯曲程度，可以改变聚焦的位置。
三、实验步骤 1、开启电源，适当调节辉度、聚焦，使屏上光 点聚成一细点。 2、光点调零。在“X（或Y）调节”处调节， 先使电压表示数为零，然后调节调零旋钮，使光点位于中心点。 3、电偏转：测量偏转量D随偏转电压U的变化。 给定阳极电压U2，改变偏转电压，测量一组数据，再改变U2，测量另一组数据。先测Y 。 轴，再测X轴上的，并求电偏转灵敏度D/U d 4、电聚焦：固定阳极电压U2，调节对应聚焦 旋钮，使光点达到最佳聚焦效果，读出聚焦电压U1，再改变阳极电压重新测量。计算U2/U1。 5、磁偏转：给定U2，测量偏转量D与偏转电 流I的变化。将磁偏转电流输出与输入相连。 调节电流改变D。再改变U2，再测数据。求灵敏度D/I，并解释为什么U2不同，灵敏度不同？ 6、磁聚焦：将“电子束-荷质比”打至荷质比， U2调至700V。将励磁电流调节旋钮逆时针调节到头，并将励磁电流输入与输出相连。电流
内蒙古工业大学信息工程学院 实验报告 课程名称：电磁场与电磁波 实验名称：反射实验和极化波的产生与检测 实验类型：验证性■综合性□设计性□ 实验室名称：电磁场与电磁波实验室 班级：电子10-1班学号：2 姓名：苏宝组别： 同组人：成绩： 实验日期： 2013年5月21 电磁场与电磁波实验 实验一：反射实验
实验目的 熟悉DH926AD 型数据采集仪、DH926B 型微波分光仪的使用方法 掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法 实验设备与仪器 DH926AD 型数据采集仪 DH926B 型微波分光仪 DH1121B 型三厘米固态信号源 金属板 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。 如图所示， 平行极化的均匀平面波以角度 入射到良介质表面 时，入射波、反射波和折射波可用下列式子表示为 平行极化波的斜入射示意图 E + E t ⊙ ⊙ ⊙ E - θ '' θ ' θ z x H + H - H t
实验内容与步骤 系统构建时，如图1，开启DH1121B型三厘米固态信号源。DH926B 型微波分光仪的两喇叭口面应互相正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭位置的指针分别指于工作平台的0-180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，拉起平台上四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。反射全属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的90-90这对刻线一致，这时小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。 将 DH926 AD型 数据 采集 仪提供的USB电缆线的两端根据具体尺寸分别连接 图1 反射实验
电磁场与电磁波实验陈述之答禄夫天创作 实验一 电磁场参量的丈量 一、 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 λ，并确定电磁波的相位常数β和波速υ。 二、 实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位分歧发生干涉现象，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的值，再由 λ πβ2=，βω λν==f 得到电磁波的主要参量：β和ν等。 本实验采纳了如下的实验装置 设入射波为φj i i e E E -=0，当入射波以入射角1θ向介质板斜投射时，则在分界面上发生反射波r E 和折射波t E 。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0T ，由介质板进入空气的折射系数为c T ，另外，可动板2r P 和固定板1r P 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1 001Φ--=j i c r e E T RT E ，2 002Φ--=j i c r e E T RT E 这里 ()1 3112r r r L L L ββφ=+=； ()()231322222L L L L L L r r r r βββφ=+∆+=+=； 其中12L L L -=∆。 又因为1L 为定值，2L 则随可动板位移而变更。当2r P 移动L ∆值，使3r P 有零指示输出时，必有1r E 与2r E 反相。故可采取改变 2r P 的位置，使3r P 输出最大或零指示重复出现。从而测出电磁 波的波长λ和相位常数β。下面用数学式来表达测定波长的关系式。 在3r P 处的相干波合成为()2 1 0021φφj j i c r r r e e E T RT E E E --+-=+= 或写成 ()⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+-∆Φ-=200212cos 2φφj i c r e E T RT E （1-2） 式中L ∆=-=∆Φβφφ221 为了丈量准确，一般采取3r P 零指示法，即02cos =∆φ 或 π )12(+=∆Φn ，n=0,1,2...... 这里n 暗示相干波合成驻波场的波节点（0=r E ）数。同时，除n=0以外的n 值，又暗示相干波合成驻波的半波长数。故把n=0时0=r E 驻波节点为参考节点的位置0L 又因 L ∆⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=∆λπφ22 （1-3）
电磁场与电磁波 实验报告 实验名称：有限差分法解电场边值问题 实验日期：2012年12月8日 姓名：赵文强 学号：100240333 XX工业大学〔威海〕
问题陈述 如下列图无限长的矩形金属导体槽上有一盖板，盖板与金属槽绝缘，盖板电位为U0，金属槽接地，横截面如下图，试计算此导体槽内的电位分布。 参数说明：a=b=10m,0U =100v 实验要求 1) 使用别离变量法求解解析解； 2) 使用简单迭代发求解，设-10=100.1,1x y ε∆=∆=，两种情况分别求解数值解； 3) 使用超松弛迭代法求解，设-10=100.1x y ε∆=∆=，确定∂〔松弛因子〕。 求解过程 一、 别离变量法求解 因为矩形导体槽在z 方向为无限长，所以槽内电位函数满足直角坐标系中的二维拉普拉斯方程。 222200(0,)0,(,)0(0)(,0)0,(,)(0) x y y a y y b x x b U x a ϕϕ ϕϕϕϕ∂∂+=∂∂==≤≤==≤≤
根据边界条件可以确定解的形式： 1ππ(,)sin()sinh()n n n x n y x y A a a ϕ∞ ='=∑ 利用边界条件0(,)x b U ϕ=求解系数。 01 ππsin( )sinh()n n n x n b A U a a ∞ ='=∑ 01 πsin( )n n n x U f a ∞ ==∑ 0 0041,3,5,2πsin()d π 2,4,6,a n U n n x f U x n a a n ⎧=⎪ ==⎨⎪=⎩ ⎰ 011 πππsin()sinh()sin()n n n n n x n b n x A U f a a a ∞ ∞ =='==∑∑ 041,3,5,πsinh(π/) 'πsinh()02,4,6,n n U n f n n b a A n b n a ⎧ =⎪ ==⎨⎪= ⎩ 01,3,5, 4ππ(,)sin()sinh()πsinh(π/)n U n x n y x y n n b a a a ϕ∞ == ∑ 简单迭代法求解 二、 有限差分法 有限差分法〔Finite Differential Method 〕是基于差分原理的一种数值计算法。其根本思想：将场域离散为许多小网格，应用差分原理，将求解连续函数ϕ的泊松方程的问题转换为求解网格节点上ϕ的差分方程组的问题。 泊松方程的五点差分格式 )(4 1 4243210204321Fh Fh -+++=⇒=-+++ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ 当场域中,0=ρ得到拉普拉斯方程的五点差分格式
信息与通信工程学院 电磁场与微波技术实验报告 班级： 姓名： 学号 序号： 日期： 1
实验二：分支线匹配器 一、实验目的 掌握支节匹配器的工作原理； 掌握微带线的基本概念和元件模型； 掌握微带线分支线匹配器的设计和仿真。 二、实验原理 支节匹配器 支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。 单支节匹配器：调谐时，主要有两个可调参量：距离d 和分支线的长度l。匹配的基本思想是选择d，使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0 + jB 形式，即Y = Y0 + jB ，其中Y0 = 1/Z0。并联开路或短路分支线的作用是抵消Y 的电纳部分，使总电纳为Y0，实现匹配，因此，并联开路或短路分支线提供的电纳为−jB ，根据该电纳值确定并联开路或短路分支线的长度l，这样就达到匹配条件。 双支节匹配器：通过增加一支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需 调节两个分支线长度，就能够达到匹配（注意双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。 微带线 微带线是有介质εr(εr > 1) 和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为εe ，介于1 和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。 三、实验内容 已知：输入阻抗Z in = 75 Ω 负载阻抗Z L = (64 + j35) Ω 特性阻抗Z0 = 75 Ω 介质基片εr = 2.55，H = 1mm，导体厚度T 远小于介质基片厚度H。 2
信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告 校园无线信号场强特性的研究
目录 实验目的 (1) 实验内容 (1) 实验原理 (1) 实验结果与分析 (5) 问题解决与分析 (16) 分工安排 (17) 心得体会 (17) 数据处理相关函数 (17) 附：磁场测量原始数据 (19)
实验目的 1. 掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确测试方法； 2. 研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律； 3. 掌握在室内环境下场强的正确测试方法，理解建筑物穿透损耗的概念； 4. 通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系； 5. 研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。 实验内容 利用DS1131场强仪，实地测量信号场强。 1. 研究具体现实环境下阴影衰落分布规律，以及具体的分布参数如何； 2. 研究在校园内电波传播规律与现有模型的吻合程度，测试值与模型预测值的预测误差如何； 3. 研究建筑物穿透损耗的变化规律。 实验原理 无线通信系统是由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接收者，只有处在发射信号覆盖的区域内，才能保证接收机正常接收信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此，基站的覆盖区的大小，是无线工程师所关心的。决定覆盖区大小的因素主要有：发射功率、馈线及接头损耗、天线增益、天线架设高度、路径损耗、衰落、接收机高度、人体效应、接收机灵敏度、建筑物的穿透损耗、同播、同频干扰。 1) 阴影衰落 在无线信道里，造成慢衰落的最主要原因是建筑物或其他物体对电波的遮挡。在测量过程中，不同测量位置遇到的建筑物遮挡情况不同，因此接收功率不同，这样就会观察到衰落现象。在阴影衰落的情况下，移动台被建筑物遮挡，它所收到的信号是各种绕射、反射、散射波的合成。所以，在距基站距离相同的地方，由于阴影效应的不同，他们收到的信号功率有可能相差很大，理论和测试表明，对任意的d 值，特定位置的接收功率为随机对数正态分布即： 00()[]()[]()[]10log(/)r r r P d dBm P d dBm X P d dBm n d d X σσ=+=-+