文档介绍：电磁场与电磁波实验报告
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电磁场与电磁波实验报告
实验一电磁场参量的测量
4、实验目的
1、在学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，测定自由空间内些不易控制的因素造成的。在相同条件下作多次测量，其误差数值和符号是不确定的，即时大时小，时正时负，无固定大小和偏向。随机误差服从统计规律，其误差与测量次数有关。随着测量次数的增加，平均值的随机误差可以减小，但不会消除。
例如：微安表读数存在一定的误差；装置摆放多靠目测，难以保证垂直、对准、水平等条件严格满足，如两个喇叭口不水平；
⑶粗大误差与实际明显不符的误差，主要是由于实验人员粗心大意，如读
数错误，记录错误或操作失败所致。这类误差往往与正常值相差很大，应在整理数据时依据常用的准则加以剔除。
减小误差：
选定合适的实验仪器。工欲善其事，必先利其器，需要仔细考虑。
严格按照实验步骤、方法操作。
熟练掌握各种测量器具的使用方法，准确读数。
创新，直接改进测量方法
六、思考题
用相干波测电磁波波长时，如图若介质板放置位置转90度，将出现什么现象？这时能否测准？为什么？
答：原测量方法时Er1=-RnTn0TnEie-id1
Er2=-RnTn0TnEie-i©2转后Er1=-RnEie-i©1
Er2=-RnTn0TnEie-i©2
这将使得由Tn0Tn所产生的幅度相位变化也计入两相的和中，因此很可能无法产生明显的驻波分布。因此不能准确测量入值。
七、心得体会
本实验初步研究学习了电磁波基本参量的测量方法，从直观上得到了电磁波作为一种非机械波但仍具备波的基本特性的结论。
本次实验进行得较为顺利，期间得到的结果也比较理想。我和我的搭档在进行第一次实验就得到了理想的结果，误差在十分微小，这主要是我们开始调节装置时就非常到位，就像老师在课上所说的“欲速则不达”的道理。
这次实验是第一次做电磁场与电磁波实验，在熟悉了电磁波参量的测量手段和仪器的使用方法的基础上，从很多方面学习和加深了对理论知识的理解。
实验二均匀无耗媒质参量的测量
、实验目的
（1）应用相干波节点位移法，来研究均匀无损耗媒质参量£的测试。
r
（2）了解均匀无损耗媒质中电磁波参量九,卩,v与自由空间内电磁波参量
九，P,c的差别。
00
（3）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。
二、实验原理
媒质参量一般应包括介电常数£和磁导率卩两个量。它们由媒质方程
D=£E和B来表征。要确定£，卩，总是要和E，H联系在一起，对于
损耗媒质来说，£和卩为复数，而且与频率有关。本实验仅对均匀无损耗电介质的介电常数£进行讨论（卩二1），最终以测定相对介电常数£=£/来了rr/£
0
解媒质的特性和参量。
用相干波原理和测驻波节点的方法可以确定自由空间内电磁波参量
九，P,c。对于具有£（卩二1）的均匀无耗媒质，无法直接测得媒质中的
00rr
九,卩,v值，不能得到媒质参量值。但是我们利用类似相干波原理装置如图所示
在P前，根据对£板放置前后引起驻波节点位置变化的方法，测得相对
r2r
变化值，进而测得媒质£的值。首先固定P，移动P使P出现零指示，此
rr1r2r3
时P的位置在L处，由于£板的引入使得P指示不再为零。
r23rr3
我们把喇叭辐射的电磁波近似地看作平面波。设接收喇叭处的平面波表达式为E二Ee-处
r20r2
由于P处存在厚为5的£媒质板（非磁性材料的媒质R二1）使P处的
r2rrr3
E,E之间具有相位差（因£板为无损耗，可认为E与E幅度近似相等）。
r1r2rr1r2
<3
*
这里相当于板不存在时，相应距离所引起的相位滞后，因此得到时媒质板内
总的相位滞后值为
M'二M-M二p2§(■厂-1)
80"
(2-1)
为了再次使实现相干波零指示接收，必须把连同板向前推进，造成一个相位
增量，其值是
2兀
——-2M二P-2M
九0
(2-2)
从而补偿了板的相位滞后，使整理上述式子得
(2-3)
九二
(2-4)
(2-5)
V8
1&
1+T
(2-6)
根据测得的值，还可以确定该媒质与空气分界面上的反射系数和折射系数R，
T。当平面波垂直投射到空气与媒质分界面时，利用边界条件得
(2-7)
08
08
2n
1+..：8
V
(2-8)
当平面电磁波由媒质向自由空间垂直投