文档介绍：实验:微波干涉和布拉格衍射一、实验目的 1、进一步熟悉迈可尔逊干涉原理。 2、了解微波的布拉格衍射。 3、测量微波布拉格衍射的波长。二、实验仪器 1、微波分光计。 2、模拟晶体点阵架。 3、反射板。三、微波简介微波波长范围: 1mm-1cm 的电磁波( 010 810 10A???) ,不可见光。本仪器发出的微波波长为 。 1 .微波的特性微波是电磁波频谱中极为重要的一个波段,波长在 1mm~1m 之间,频率为 3 ? 10 8~3 ? 10 11 Hz 。其特点为: ①波长短。具有直线传播和良好的反射特性,在通讯、雷达、导航等方面得到广泛应用。②频率高。周期和电子在电子管内部的电极间渡越时间相近,必须采用电磁场和电磁波理论的方法来研究它。低频中以集中参数表示的元件, 如电阻、电容、电感对微波已不适用,要改用分布参数表征的波导管、谐振腔等微波元件来代替。③穿透性,微波可以穿透地球周围的电离层而不被反射,不同于短波的反射特性,可广泛用于宇宙通讯、卫星通信等方面。④量子特性,在微波波段,单个量子的能量约为 10 -6 ~10 -3 eV ,刚好处于原子或分子发射或吸收的波长范围内。为研究原子和分子结构提供了有力的手段。 2 .微波的产生和测量微波信号不能用类似无线电发生器的器件产生,产生微波需要采用微波谐振腔和微波电子管或微波晶体管。 1) 谐振腔通常为其内表面用良导体制成的一个闭合的腔体。为提高品质因数 Q ,要求表面光洁并镀银。谐振频率取决于腔体的形状和大小。 2) 体效应二极管为利用***化镓、***化铟、磷化铟等化合物制成的半导体固体振荡器。载流子在半导体的内部运动有两种能态,由于器件总有边界面, 且晶体杂质浓度不均匀, 当外加电场为某一值时, 会出现不稳定性, 即产生微波振荡。 3) 微波信号的检测, 需要高频响应微波二极管。在微波范围内, 二极管的结电容对整流后的信号滤波,从而在二极管两端得到一直流电压,可用微安表测量,其大小取决于微波信号的振幅。四、仪器介绍微波分光计:用来观察、测量微波反射、折射、干涉、衍射的仪器。主要由四部分组成: 1、发射部分: 由固态振荡器产生的微波信号经过衰减器送至发射喇叭天线,向外发射单一波长的微波信号。(相当于单色光)。 2 、接收部分:接受喇叭天线、晶体检波器、微安表组成。 3 、分度盘:测量转角。平台可以放置元件。 4、附件: 用来做布拉格衍射、微波波长测量、单缝、双缝衍射的零件。实验仪器——微波分光计微波分光计是仿光学分光计设计的,如图 1 。主要部分包括: 1 )微波发生器 M 和发射喇叭 D ,发出单一波长?的微波束。 2 )简立方模拟晶体 C ,晶格常量为 0 cm 。即用厚 4cm 的聚苯乙烯泡沫板在表面嵌入 16 个金属球组成一方阵, 相邻球间距离 4cm , 并将四块板叠成由 64 个金属球组成的简立方模拟晶体。 3 )微波接收喇叭 T 和微安表?A ,将接收到的微波信号转变为直流电流,并由微安表显示信号的强弱。 4) 晶体支架 B, 用于安放模拟晶体, 支架可绕中心轴旋转, 周边有指示旋转角度的刻度。 5) 刻度盘 A, 上面刻度用作指示入射波与反射波的方向, 以确定角度发射接收图1微波分光计?值。为防止仪器底座对微波的干扰, 将发射喇叭 D 和接收喇叭 T 以及模拟晶体高悬