微波实验五

实验一电磁波反射实验报告姓名：石娜学号：20131120091一、实验目的1）熟悉DH926B型微波分光仪的使用方法。2）通过实验观察测量电磁波在传播方向上遇到金属媒质时产生的现象及规律。3）学习如何分析和消除系统误差。二、实验仪器DH926B型微波分光仪、喇叭天线、DH1121B型3厘米固态信号源、DH926AD型数据采集仪、计算机、金属反射板三、实验原理当电磁波在传播途中遇到边界时，一部分能量传过边界，形成折射波，另一部分呢能量被边界反射，形成反射波，斜入射时，传播方向与分界法向不平行，电场或磁场可能与分界面不平行。反射波与折射波都为平面波，且在反射、折射过程中，频率不变。入射线、反射线、折射线在同一平面内。考虑特殊情况，当平面波向理想道题表面投射时，无论入射角如何，均不存在折射现象。本实验则利用金属板代替理想导体来验证全反射。四、实验内容及步骤1.熟悉微波分光仪的结构和调整方法。2.按实验指导书连接仪器，调整系统至稳态。3.调节衰减器，使微安表的读数指示合适。4.测量入射角和反射角并进行数据采集。（通过计算机上的软件进行智能采集）5.转动小平台，使固定臂指针在某一角度，角度读数便是入射角。然后转动活动臂根据采集结果找到一最大指标，此时活动臂的指针所指刻度就是反射角。五、实验记录1）30°2）35°3）40°入射角3035404550556065反射角22283338384757564）45°5）50°6）55°7）60°8）65°六、实验分析及小结1）由实验结果记录可知，在误差允许范围内，反射角近似等于入射角。2）由实验过程可知，入射的微波是以平面的形式入射到金属板上的，近似于一个扇形波束，所以在接收时不一定能在准确的角度全部接收到该波速。只能说大部分接收。所以存在实验误差。3）入射角不能太大，太大的话，存在发射出的波束未经过反射而直接被接收。4）微波实验干扰较强，在实验的过程中，移动的同学以及同学们的手机都会对本实验的结果造成一定的影响带来实验误差。5）在实验过程中，通过观察计算机上的采集软件，可知采集结果会超出量程，此时可通过调节喇叭天线上的衰减器来将反射信号控制在合适的范围内，便于采集和观测。6）在实验中由于人为观测原因也可带来实验误差。7）通过本次实验，我了解到了微波在理想导体的表面反射的现象及原理，在理想情况下，电磁波的反射角是严格等于入射角的。且在金属表面发生的是全反射。七、实验思考题1）电磁波的反射与单色激光的反射有何相同有何不同？答：相同点：电磁波的反射和单色激光的反射都严格遵循反射定律。即反射角等于入射角。不同点：电磁波中包含了不同频率的波成分，能量分散，导致方向性不怎么强，即以面的形式入射。而单色激光束频率单一，能量高度集中，方向性好。即反射时以肉眼可见的光波速反射。总的来说，二者反射的外在表现形式不同，一个为“面”，一个为“线”。2）试验中，反射角会出现几次极大值？为什么？答：通过实验记录可知，本次实验的所有角度出现1次极大值，因为在正常情况下，反射角等于入射角，故只会出现一次极大值。3）试验中，反射角没有严格等于入射角，为什么？答：因为：1）实验存在人为误差，即观测最大值时的角度偏差。2）实验中由于同频试验台的干扰，会引起实验误差。3）由于其他同量级间的频率干扰，如手机信号频段等，都会对实验造成干扰。4）由测量者在实验时摆动活动臂使得身体移动，对实验中的反射现象也造成一定的干扰。5）其他外在因素，环境及周围的人数、嘈杂的声音等。都使得实验存在一定的误差即反射角没有严格等于入射角。