电磁波的极化
电磁波的极化与光的偏振现象
电磁波的极化与光的偏振现象在物理学中，电磁波是一种由电场和磁场组成的波动现象。
电磁波具有一个重要的特性，即极化。
本文将探讨电磁波的极化现象，并进一步了解与之密切相关的光的偏振现象。
首先，我们来了解电磁波的极化。
电磁波可以沿着不同方向传播，这意味着其电场和磁场在空间中的振动可以有不同的方向。
波的振动方向决定了电磁波的极化状态。
根据电场的振动方向，我们可以将电磁波分为两种极化状态：线性极化和圆/椭圆极化。
线性极化是最常见的极化状态。
无论是天线发出的无线电波，还是太阳光的可见光，都是以线性极化的方式传播。
线性极化的电磁波的电场振动方向始终保持在同一平面内，垂直于波的传播方向。
这意味着电场矢量的每个方向都相同，形成一个平面波。
圆/椭圆极化是另一种常见的极化状态。
在这种情况下，电场矢量的振动方向在空间中绕着传播方向旋转。
圆极化是指电场矢量的振动方向沿着等距的圆周运动，而椭圆极化则是指电场矢量的振动方向沿着椭圆运动。
圆/椭圆极化通常出现在某些特定光源，如激光器和天体物体。
接下来，我们来讨论光的偏振现象。
偏振是指光波中电场振动方向的选择性。
普通光是一个无法确定电场振动方向的混合态，它包含了各个方向上的电场振动。
然而，通过一些特定的装置，我们可以使光的电场振动方向沿着特定的轴线振动，这就是偏振现象。
最常见的产生偏振光的方式是通过偏振片。
偏振片是一种具有选择性透过特定振动方向的介质，它可以将所有其它方向的振动成分阻挡或吸收。
当自然光通过偏振片时，只有与偏振片的特定方向对齐的电场振动才能透过。
因此，偏振片能够将入射光中的非特定振动方向滤除，得到特定偏振方向的光。
光的偏振现象在许多领域都有广泛的应用。
例如，在摄影和摄像领域，偏振片被用于滤除对摄像结果产生干扰的反射光。
在显微镜中，通过使用偏振片，我们可以观察到材料的结晶结构和纤维方向。
此外，在光通信和显示技术中，偏振光的性质被广泛应用于数据传输和显示器中。
总结而言，电磁波的极化与光的偏振现象在物理学中扮演着重要的角色。
电磁波的极化和干涉实验
电磁波的极化和干涉实验电磁波是一种具有电场和磁场的波动现象，它在空间中传播，并能够相互作用。
在电磁波的传播过程中，我们经常会遇到两个重要的概念：极化和干涉。
本文将探讨电磁波的极化和干涉实验，带您深入了解这些现象。
首先，让我们来了解电磁波的极化。
极化是指电磁波中电场振动方向的特性。
根据电场振动方向的不同，电磁波可以分为三种极化方式：线偏振、圆偏振和无偏振。
线偏振是指电场振动方向沿着一条直线传播的情况。
这种极化方式可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种能够选择特定方向的电场振动的光学器件。
当偏振片与电磁波垂直时，它会吸收垂直于其方向的电场振动分量，只允许平行于其方向的电场振动通过，从而实现线偏振。
圆偏振是指电场振动方向沿着一个圆形轨迹传播的情况。
这种极化方式可以通过使用一个相位差为90度的两个正交振动的电场来实现。
这两个振动的电场可以通过使用一对互相垂直的线偏振光与一个波片相互作用得到。
无偏振是指电磁波中电场振动方向随机分布的情况。
这种极化方式可以通过使用一个随机分布的偏振片来实现。
这个偏振片具有各个方向上的电场振动分量，可以将无偏振的电磁波转化为线偏振的电磁波。
接下来，我们将探讨电磁波的干涉实验。
干涉是指两个或多个波相互叠加时产生的现象。
在电磁波的干涉实验中，我们常用的实验装置是双缝干涉实验和薄膜干涉实验。
双缝干涉实验是指将一束单色光通过两个狭缝，使其形成两个相干光源，然后让这两个光源在屏幕上相互叠加。
在干涉过程中，如果两个光源的光程差为波长的整数倍，就会形成明纹，即亮度较高的区域；如果两个光源的光程差为波长的奇数倍加上半波长，就会形成暗纹，即亮度较低的区域。
通过观察屏幕上的干涉条纹，我们可以推测出光的波动性和波动模型。
薄膜干涉实验是指将一束单色光通过一个薄膜，使其在薄膜上发生反射和折射。
在干涉过程中，由于反射和折射会导致光程差的变化，因此会形成明纹和暗纹。
通过观察薄膜上的干涉条纹，我们可以推测出薄膜的厚度和折射率等物理参数。
电磁波的衍射与极化现象分析
电磁波的衍射与极化现象分析电磁波是由电场和磁场交替生成的一种波动现象。
它在传播过程中会产生一些有趣而重要的现象，其中最为常见的是衍射和极化现象。
本文将对电磁波的衍射与极化现象进行分析。
1. 电磁波的衍射现象衍射是电磁波在遇到障碍物或通过狭缝时发生的一种现象。
当电磁波通过物体或狭缝时，波在物体或狭缝上发生弯曲，并在背后形成一些明暗相间的区域，这就是衍射。
衍射现象是电磁波具有波动性质的表现，它能够证明电磁波的波动性质。
在进行衍射分析时，我们需要考虑到电磁波的波长和障碍物或狭缝的大小。
波长越短，衍射效应越明显；障碍物或狭缝越大，衍射效应也越明显。
这是由于波长越短，电磁波的传播路径与障碍物或狭缝接触的面积越小，衍射效应也越小。
衍射现象的应用非常广泛，如光学中的衍射光栅与棱镜，无线电通信中的天线设计等。
它们的设计原则都是基于衍射效应，利用不同波长的电磁波在传播过程中的衍射现象，实现信号的分析和传输。
2. 电磁波的极化现象极化是电磁波在传播过程中的另一种重要现象。
极化现象是指电磁波的振动方向在空间中发生变化。
电磁波可以分为线偏振、圆偏振和无偏振三种类型，它们的分别取决于电磁波的振动方向与传播方向的关系。
线偏振是指电磁波的振动方向只沿一个方向振动。
它可以通过垂直于传播方向的偏振器来实现，偏振器只允许振动方向与偏振器方向相同的电磁波通过，而阻挡其他方向的电磁波。
圆偏振是指电磁波的振动方向随着传播方向的改变而进行旋转。
当传播方向为垂直于地球表面时，电磁波的振动方向顺时针旋转；当传播方向为平行于地球表面时，电磁波的振动方向逆时针旋转。
无偏振是指电磁波的振动方向在空间中呈无规则分布。
这种情况下，电磁波可以通过旋转部件来实现偏振。
极化现象除了在光学中广泛应用外，还在无线电通信中起着重要作用。
例如，天线的极化方式会直接影响信号的传输效果。
如果接收天线的极化方式与发送天线的极化方式不一致，信号在传输过程中会发生极化损失，使得信号质量下降。
电磁波的极化实验报告
电磁波的极化实验报告电磁波的极化实验报告引言电磁波是一种横波，它由电场和磁场交替变化而形成。
电磁波的极化是指电场或磁场在空间中的振动方向。
在本次实验中，我们将通过实验验证电磁波的极化现象，并探讨其应用。
实验目的1. 了解电磁波的极化现象。
2. 掌握电磁波的极化实验方法。
3. 探究电磁波极化的应用领域。
实验材料1. 一台光源。
2. 一块偏振片。
3. 一块检偏片。
4. 一块反射板。
5. 一块透射板。
6. 一块电磁波检测器。
实验步骤1. 将光源打开，使其发出光线。
2. 将偏振片放置在光源前方，调整其方向，使光线通过。
3. 将反射板放置在光线前方，观察光线的反射情况。
4. 将透射板放置在光线前方，观察光线的透射情况。
5. 使用电磁波检测器对透射光进行检测，记录实验数据。
实验结果通过实验观察和数据记录，我们得出以下结论：1. 当光线通过偏振片时，只有与偏振片方向一致的光线能够通过，其余光线被吸收或反射。
2. 当光线经过反射板时，光线的振动方向发生了改变。
3. 当光线经过透射板时，光线的振动方向保持不变。
4. 使用电磁波检测器对透射光进行检测时，可以观察到电磁波的强度变化。
讨论与分析通过以上实验结果，我们可以得出以下结论：1. 偏振片可以选择性地通过特定方向的光线，这是由于光的电场振动方向与偏振片的分子结构相互作用导致的。
2. 反射板可以改变光线的振动方向，这是由于光线在反射时与反射板表面发生相互作用而导致的。
3. 透射板可以保持光线的振动方向不变，这是由于透射板的分子结构不会对光线的振动方向产生影响。
4. 电磁波的强度可以通过电磁波检测器进行测量，这为电磁波的研究提供了重要的实验手段。
应用领域电磁波的极化现象在许多领域都有着广泛的应用，例如：1. 光学领域：偏振片的应用可以实现光的偏振控制，用于光学仪器、光通信等领域。
2. 电子显示：液晶显示屏通过控制光的极化方向来实现图像的显示，这是电磁波极化应用的典型例子。
电磁波极化类型的判别以及极化的分解与合成
间随时间变化的轨迹形状。
极化的形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化
04:12
极化的三种基本形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化 （1）线极化：电场强度矢量端点随时间变化的轨迹
苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于
出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，
就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本
环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号 曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？
电磁波的极化
其余情况均为椭圆极化波。
例 6-7 判断下列平面电磁波的极化形式：
jkz (1) E E0 (ex jey )e jkz (2) E E0 ( jex 2 jey )e jky (3) E E0 (ex 3 jez )e 4 j 20πz (4) E (ex jey )10 e
6.3.2 极化形式
1. 线极化 （1）若Ex、Ey相位相同，即 x y 0
Ex Exm cos t kz 0
设初相位为0
Ey Eym cos t kz 0 Ey Eym cos t kz
y
Ex Exm cos t kz
在z=0的等相位面上
Ex Exm cos t
Ey Eym cos t
Ey x
0
Ex
合成电磁波场强的大小为
2 2 2 2 E Ex E y Exm E ym cos t
合场强的方向用E与x轴的夹角表示
arctg
Ey Ex arctg Eym Exm =常数>0
Ex Exm cos t Em cos t
合成电磁波场强的大小为
Ey Eym sin t Em sin t
2 E Ex2 E y Em =常数
y
t
E
Ey
0 Ex
x
合场强的方向与x轴的夹角为
Ex 由此可见，合场强的模为一定值，方向以角速度ω逆时针旋转，故
arctg
2
x y
可见，合场强 E 的矢端轨迹仍为一椭圆，只是长短轴不再与坐标轴 吻合。
电磁波极化
此外，在遥感、雷达目标识别等信息检测系统中,散射波的极化性质还能提供幅度、相位信息之外的附加信 息。
极化波分类
1
E极化波
2
H极化波
3
右旋极化波
注意事项
1.如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹 移动，则这一极化电磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。
电磁波极化2.对于单一频率的平面极化波，极化曲线是一椭圆（称极化椭圆），故称椭圆极化波。顺传播方 向看去，若电场矢量的旋向为顺时针，符合右螺旋法则，称右旋极化波；若旋向为逆时针，符合左螺旋法则，称 左旋极化波。按极化椭圆的几何参数（见图极化椭圆的几何参数），可直观地对椭圆极化波作定量描述，即轴比 （长轴与短轴之比）、极化方向角（长轴的斜角）和旋向（右旋或左旋）。轴比等于1的椭圆极化波称圆极化波， 其极化曲线是一个圆，也分右旋或左旋两种旋向。这时极化方向角不确定，代之以电场矢量初始取向的斜角。轴 比趋于无穷大的椭圆极化波称线极化波，其电场矢量的取向始终位于一条直线上，这条直线的斜角就是极化方向。 这时旋向失去意义，代之以电场强度的初始相位。
左旋极化波
一个椭圆的或圆的极化波，它的电场向量在任一正交于传播方向的固定平面内，沿着传播方向观察时，随着 时间沿左手或逆时针方向旋转。
圆极化波
圆极化波可由两正交且具有90度相位差的分量合成产生，根据矢量端点旋转方向的不同，圆极化可以是右旋 的，也可以是左旋的。
具体判断可按如下方式进行：将右手大拇指指向电磁波的传播方向，其余四指指向电场强度E的矢端并旋转， 若与E的旋转一致，则为右旋圆极化波；若与E的旋转相反，则为左旋圆极化波。
利用实例分析电磁波的极化现象
MIMO系统中利用不同极化方式提高容量
MIMO系统
多输入多输出（MIMO）系统利用多个天线在发射端和接收端进行通信，可以显著提高信 道容量和传输效率。在MIMO系统中，不同天线可以采用不同的极化方式，以进一步增加 系统的空间复用和分集增益。
极化分集
通过在MIMO系统中采用不同极化的天线，可以实现极化分集的效果。极化分集可以降低 信号间的相关性，提高系统的抗衰落能力和可靠性。同时，不同极化的天线可以接收来自 不同路径的信号，增加系统的多径分集增益。
电磁波极化分类
根据电场矢量E的取向变化方式， 电磁波极化可分为线极化、圆极 化和椭圆极化三种类型。
极化方向与传播方向关系
垂直关系
在自由空间中，电磁波的电场矢量E 、磁场矢量H和传播方向k三者之间 互相垂直，构成右手螺旋关系。
极化平面
电场矢量E和磁场矢量H所在的平面称 为电磁波的极化平面，该平面与传播 方向k垂直。
椭圆极化定义
电磁波的电场矢量端点在空间描绘的轨迹为一个椭圆，即为 椭圆极化。椭圆极化可以看作是线性极化和圆形极化的中间 状态。
应用实例
椭圆极化在某些特殊应用场景中具有优势，如电子对抗、隐 身技术等。通过调整电磁波的椭圆极化参数，可以实现信号 的干扰或抗干扰。此外，在微波加热、材料处理等领域也有 椭圆极化的应用。
多径效应与去极化技术
多径效应
在无线通信中，电磁波经过多条路径传播后，会在接收端产生多径效应，导致信号失真和干扰。不同路径上的电 磁波可能具有不同的极化状态，进一步加剧了多径效应的复杂性。
去极化技术
为了减轻多径效应对通信质量的影响，可以采用去极化技术。去极化技术通过消除或抑制接收信号中的不需要极 化成分，提高信号的信噪比和抗干扰能力。常见的去极化方法包括极化分集、极化滤波和极化调制等。
电磁波的极化论文素材
电磁波的极化论文素材一、引言电磁波是一种由电场和磁场交替振荡而形成的波动现象。
在物质介质中传播时，电磁波可以发生极化现象，即电场矢量在特定方向上的偏振。
本文将探讨电磁波的极化理论和一些与之相关的素材。
二、电磁波的极化理论电磁波极化是指电场矢量在空间中的定向特性。
根据电磁波的极化方向和振动方向的关系，可以将电磁波分为横波和纵波。
横波是指电场矢量和传播方向垂直的电磁波，如光波；纵波是指电场矢量和传播方向平行的电磁波，如无线电波。
三、电磁波的极化方式电磁波可以呈现多种不同的极化方式，包括线性极化、圆偏极化和椭圆极化。
1. 线性极化线性极化是指电场矢量在空间中沿一条直线振动的电磁波。
线性极化可分为水平极化和垂直极化两种方式，分别表示电场矢量在水平方向或垂直方向上振动。
2. 圆偏极化圆偏极化是指电场矢量在空间中呈圆周运动的电磁波。
圆偏极化可分为顺时针和逆时针两种方式，分别表示电场矢量沿着圆周顺时针或逆时针运动。
3. 椭圆极化椭圆极化是指电场矢量在空间中呈椭圆运动的电磁波。
椭圆极化的主要特征是电场矢量在振动方向和振幅上发生变化。
四、电磁波极化的现象和应用电磁波的极化现象在生活和科学研究中有着广泛的应用。
1. 光学领域光线的偏振性质对于许多光学应用至关重要。
例如，在偏振镜中，通过选择性吸收或反射特定方向的光，可以实现对光的偏振控制。
此外，保偏光源、偏振片和偏振显微镜等设备也使用了电磁波的极化特性。
2. 通信技术在无线通信中，电磁波的极化特性对信号传输和接收具有重要影响。
通过利用电磁波的极化方向，可以实现天线之间的信号传输和通信的稳定性。
3. 遥感技术遥感技术利用电磁波对地球表面进行观测和探测。
在遥感图像处理中，通过分析电磁波的极化特征，可以获取地表物体的信息，并用于环境监测、资源勘察等领域。
4. 医学影像在医学影像学中，如MRI和CT等检查中，电磁波的极化特性对于图像的清晰度和分辨率具有重要影响。
通过对电磁波的极化进行控制和分析，可以提高医学影像的质量和可靠性。
电磁波的极化与干涉
电磁波的极化与干涉在我们日常生活中，电磁波无处不在，我们所使用的无线通信、广播电视、手机等设备都离不开电磁波的辐射和传播。
电磁波是一种由电场和磁场相互垂直振荡而形成的能量传播的方式，但是它们并非都以相同的方式振荡。
电磁波的极化是指电场振荡方向相对于波的传播方向的特性，干涉则是电磁波在空间中相互叠加的现象。
接下来，让我们深入了解电磁波的极化和干涉。
首先，我们来谈谈电磁波的极化。
电磁波可以分为纵波和横波两种。
纵波是指电场和磁场沿着波的传播方向振荡，如声波就是一种纵波。
而横波则是指电场和磁场垂直于波的传播方向振荡。
电磁波的极化就是固定电磁波的电场振荡方向。
根据电场振荡方向的不同，电磁波的极化可以分为水平极化、垂直极化和斜向极化三种。
水平极化是指电场的振荡方向与地面平行，垂直于波的传播方向。
这种极化方式常见于广播电视信号的传输，因为电磁波在地面传播时会与地面产生多次反射，水平极化的电磁波可以更好地与地面接触，减少传播损耗。
垂直极化是指电场的振荡方向与地面垂直，与波的传播方向平行。
这种极化方式常见于天线电波的辐射和接收，因为天线通常竖直放置，使得垂直极化的电磁波在传播过程中与天线的方向相匹配，从而更好地接收和辐射信号。
斜向极化是指电场振荡方向与地面形成倾斜角度，既不与地面平行也不与地面垂直。
这种极化方式常见于卫星通信中，因为卫星的轨道很高，电磁波会经过大气层的散射和吸收，斜向极化可以减少这种干扰。
接下来，让我们来看看电磁波的干涉现象。
干涉是指两束或多束电磁波在空间中相遇而叠加的现象。
干涉分为构造干涉和反射干涉两种。
构造干涉是指两束或多束电磁波相遇后，波峰与波峰相重叠而叠加，波谷与波谷相重叠而叠加，从而增强波的振幅。
构造干涉可以形成明暗相间的条纹，如双缝干涉实验中出现的明纹和暗纹。
这种现象可以用来测量光的波长和进行精密的测量。
反射干涉是指电磁波在介质表面反射时，部分能量会进一步传播，而另一部分能量会被反射回去。
电磁波的极化实验
6、如果电表指示差别很大，适当调整发射喇叭的角度，直到接收喇叭旋转到任一角度时电表指示接近。此时，可以根据圆极化波右旋、左旋的特性来判断右旋、左旋圆极化波。
7、通过计算轴比判断接收到的是否为圆极化波，要求轴比 满足：
2、调整微波分光仪的接收喇叭口面应与电磁波圆极化天线口面互相正对，即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或0-180刻度处。
3、打开信号源。
4、将发射喇叭旋转45°，其内部介质片也随之旋转，内部介质片应与喇叭垂直轴线成45°。此时，理论上实现了圆极化波幅度相等条件的要求。
5、按表1.1a要求记录数据。
6、平稳缓慢地旋转接收天线，从0度旋转到90度，每隔10度记录一次电表指示读数，记录在表1.1b中，与按要求比较得出结论。
7、将收发天线调整到水平极化固定，重复上述过程，记录在表1.2a-b中。
7、在实验老师指导下关闭系统，并将系统恢复到最初状态。
圆极化波的产生实验
1、将微波分光仪发射端喇叭换成电磁波圆极化天线，并使圆锥喇叭连接方式同原矩形发射喇叭连接。
测量信号I=
调整接收天线极化指针置于－90°位置
测量信号I=
调整接收天线极化指针置于＋45°位置
测量信号I=
调整接收天线极化指针置于－45°位置
测量信号I=
表1.2b（发射喇叭天线置于水平极化状态，实验过程中保持不变）
角度θ
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°
cos2θ
电磁波的极化特性与分析
z
x
v E合
v E合 E合
v E合
=
Ex2
+
E
2 y
=
Em2
= const
α
=
arctan( Ey Ex
)
=
−(ωt
+ ϕx )
合成波电场矢量终端轨迹为圆，且电场矢量旋转方向与电
磁波传播方向成左手螺旋关系 ——左旋圆极化波
11:11
讨论：
圆极化：Δφ＝±π /2，Exm＝Eym 。
取“+”，左旋圆极化；取“-”，右旋圆极化。
解：ϕ x
=ϕy
=
−
π
2
，故：ϕ
x
−ϕy
=
0
(2)
解Ev：(ϕ所zx, t以=) −=，πe2v合x E,成ϕmy波s=in为0(ω，线t极故− 化k：z波)ϕ+。yev−y Eϕmx
cos(ωt − kz) =π
2
(3)
v E
(
Exm z,t)
= =
Eym = Em
evx Em sin(ω
故：合成波为左旋圆极化波。
2
且
sin(ωt + ϕx )y
Exm
= z
E ym =0
=
Em时
ϕy = ϕx
+
π
2
y
vEx＝Exm EE合y＝Eym
cos(ωt cos(ωt
− −
kvz + Ekz合 +
ϕx ϕy
)⇒ )
⎧⎪ ⎨ ⎪⎩
Ex＝Exm cos(ωt + ϕx Ey＝-Eym sin(ωt + ϕ
电磁波的极化实验
6、平稳缓慢地旋转接收天线，从0度旋转到90度，每隔10度记录一次电表指示读数，记录在表1.1b中，与按要求比较得出结论。
7、将收发天线调整到水平极化固定，重复上述过程，记录在表1.2a-b中。
7、在实验老师指导下关闭系统，并将系统恢复到最初状态。
圆极化波的产生实验
1、将微波分光仪发射端喇叭换成电磁波圆极化天线，并使圆锥喇叭连接方式同原矩形发射喇叭连接。
，即当计算所得的结果小于1.1时，可认为所得到的就是圆极化波。
以上实验全部结束后，上交全部实验数据，并按要求完成实验测试题。
十、实验数据
表1.1a（发射喇叭天线置于垂直极化状态，实验过程中保持不变）
调整发射衰减器及接收天线极化，使测量信号最强，此时电表指示满量程。
对应接收天线极化指针指示角度θ=
调整接收天线极化指针置于0°位置
5、察看电表指示，同时，旋转微波分光仪的接收喇叭，如果在接收喇叭旋转到任一角度时，电表指示基本接近，就实现了圆极化波发射。
6、如果电表指示差别很大，适当调整发射喇叭的角度，直到接收喇叭旋转到任一角度时电表指示接近。此时，可以根据圆极化波右旋、左旋的特性来判断右旋、左旋圆极化波。
7、通过计算轴比判断接收到的是否为圆极化波，要求轴比 满足：
图1.2圆极化波发射（或接收）装置
左旋右旋的判定：
为了确定圆极化波右旋、左旋的特性，把 转到 方向符合右手螺旋规则的波，定为右旋圆极化波；把 转到 方向符合左手螺旋规则的波，定为左旋圆极化波。
九、实验步骤：
波的极化实验
1、调整系统，使发射天线和接收天线对正。转动刻度盘使其0°的位置正对固定臂（发射天线）的指针，转动可动臂（接收天线）使其指针指着刻度盘的180°处，使发射天线喇叭与接收天线喇叭对正后固定可动臂。
电磁波的极化及其应用
电磁波的极化及其应用
电磁波是一种横波，其振动方向垂直于传播方向。
然而，通过一些手段，可以使电磁波的振动方向发生改变，这个过程就被称为电磁波的极化。
电磁波的极化有两种方式：线偏振和圆偏振。
线偏振是指电磁波在一个方向上振动，而在另一个方向上不振动。
圆偏振是指电磁波在一个方向上振动时，振动方向还会沿着一条圆弧线运动。
电磁波的极化在许多领域都有着广泛的应用。
最常见的应用之一是在偏振镜中。
偏振镜可以使电磁波只沿着一个方向透过，从而可以用于太阳眼镜、相机滤镜等。
另一个重要的应用是在通讯领域。
通过对电磁波进行线偏振或圆偏振，可以使其在传输过程中更加稳定，从而提高通讯质量。
此外，电磁波的极化还可以用于材料的研究和生物医学领域。
通过对电磁波进行不同方式的极化，可以获得关于材料或生物组织的更多信息。
总之，电磁波的极化是一项十分重要的技术，在许多领域都有着广泛的应用。
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电磁波极化类型的判别以及极化的分解与合成
文本举例表并列
1.蔚然而深秀者；2.溪深而鱼肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧哗者表递进
1.而年又最高；2.得之心而寓之酒也表承接
1.渐闻水声潺潺，而泻出于两峰之间者；2.若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝；3.野
芳发而幽香，佳木秀而繁阴；4.水落而石出者；5.临溪而渔；6.太守归而宾客从也；7.人知从太守游而乐表修饰
此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通
电磁波极化类型的判别以及极化的分解与合成
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极化的三种基本形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化 （1）线极化：电场强度矢量端点随时间变化的轨迹
是一条直线段。
y
x
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（2）圆极化：电场强度矢量的端点轨迹为一个圆y Ey E Nhomakorabeax
x
（3）椭圆极化：电场强度矢量的端点轨迹为一个椭圆
出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，
就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本
苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于
1.朝而往，暮而归；2.杂然而前陈者表转折
1.而不知人之乐；2.而不知太守之乐其乐也虚词“之”的用法用法
文本举例表助词“的”
1.泻出于两峰之间者；2.醉翁之意不在酒；3.山水之乐；4.山间之朝暮也；5.宴酣之乐位于主谓之间，取消句子独立性
如何分析电磁波的极化特性？
如何分析电磁波的极化特性？电磁波在我们的生活中无处不在，从手机通信到卫星导航，从微波炉加热食物到雷达探测目标，都离不开电磁波的应用。
而电磁波的极化特性是电磁波的一个重要特性，对于电磁波的传输、接收和处理都有着重要的影响。
那么，如何分析电磁波的极化特性呢？要理解电磁波的极化特性，首先需要知道什么是电磁波。
电磁波是由电场和磁场相互垂直，并以光速在空间中传播的一种波动现象。
电场和磁场的振动方向与电磁波的传播方向垂直。
电磁波的极化，简单来说，就是指电磁波电场矢量的方向随时间变化的方式。
根据电场矢量的端点在空间中描绘出的轨迹形状，电磁波的极化可以分为线极化、圆极化和椭圆极化三种类型。
线极化是指电场矢量的端点在空间中描绘出的轨迹是一条直线。
当电场矢量的方向保持不变时，称为水平极化；当电场矢量的方向与水平方向垂直时，称为垂直极化。
圆极化则是指电场矢量的端点在空间中描绘出的轨迹是一个圆。
如果电场矢量的旋转方向与电磁波的传播方向符合右手螺旋定则，称为右旋圆极化；反之，称为左旋圆极化。
椭圆极化是更为一般的情况，电场矢量的端点在空间中描绘出的轨迹是一个椭圆。
接下来，我们来看看如何分析电磁波的极化特性。
一种常见的方法是通过观察电场矢量在空间中的方向变化。
可以使用天线来接收电磁波，并通过测量天线输出的信号来确定电场矢量的方向。
例如，对于线极化波，可以使用水平或垂直极化的天线来接收，如果接收效果良好，说明接收到的是与之极化方向相同的电磁波。
另一种方法是利用数学表达式来描述电磁波的电场矢量。
在直角坐标系中，电磁波的电场可以表示为 E ＝ E₁cos(ωt kz ＋φ₁)i ＋E₂cos(ωt kz ＋φ₂)j 。
其中，E₁和 E₂分别是电场在 x 和 y 方向上的分量，ω 是角频率，k 是波数，z 是传播方向，φ₁和φ₂是初始相位。
通过分析 E₁、E₂、φ₁和φ₂之间的关系，可以确定电磁波的极化类型。
如果 E₁＝ E₂且φ₁ φ₂＝ 0 或π，那么电磁波是线极化的；如果E₁＝ E₂且φ₁ φ₂＝±π/2，则是圆极化；如果 E₁ ≠ E₂且φ₁ φ₂为任意值，则是椭圆极化。
电磁波极化类型的判别以及极化的分解与合成
x
（2）圆极化：电场强度矢量的端点轨迹为一个圆
y y
E
x
E
x
Hale Waihona Puke （3）椭圆极化：电场强度矢量的端点轨迹为一个椭圆
y
E
y
y
E
x
x
x
电磁波极化判断结论
电磁波的极化状态取决于Ex 和 Ey 的振幅Exm、Eym 和相位差 φ ＝φ y-φ x 对于沿+ z 方向传播的均匀平面波：
线极化：φ ＝0、± 。
φ ＝0，在1、3象限；φ ＝± ，在2、4象限。
圆极化：φ ＝± /2，Exm＝Eym 。
取“+”，左旋圆极化；取“-”，右旋圆极化。
椭圆极化：其它情况。
0 < φ < ，左旋；－ < φ ＜0，右旋 。
极化的分解与合成
1）两个线极化波，可合成为一个线极化波、圆极化波或 椭圆极化波，反之亦然； 2）一个线极化波，可分解为两个振幅相同、旋向相反的 圆极化波； 3）一个椭圆极化波可分解为两个振幅不同、旋向相反的 圆极化波。 因此，在研究均匀、各向同性媒质中的平面波传播 时，只要研究线极化波的传播就行了。
一、极化的基本概念 1．波的极化定义
波的极化是指空间某点的电场强度矢量随时间的变化 规律。
波的极化描述方法 在电磁波传播空间定点处，电场强度矢量的终端端点在空 间随时间变化的轨迹形状。
极化的形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化
极化的三种基本形式
三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化 （ 1 ）线极化：电场强度矢量端点随时间变化的轨迹 是一条直线段。
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，即： E x E xm cost kz x
2
E y E ym cost kz y
E x Em cost x E E cos t E sin t y m x m x 2
S
E
Case２、 E x 和 E y 反相情况，也即 z=0处， x y
2 2 2 2 E Ex Ey E xm E ym cost 0
E x E xm coswt kz x E y E ym coswt kz y
消去ｔ，得到
Ex E m
2
或者
2 2 2 Ex Ey Em
N
这显然是一个圆的方程
W
楠
S
E
2 2 2 Ex Ey Em 合成电磁波的 E 模和幅角分别是
E E2 E2 E x y m 1 sin t x t x tan cost x
E y Ch E x
W
楠
S
E
2 2 2 2 E Ex Ey E xm E ym cost 0 tan Ey Ex E ym E xm 常数
y
Ey
E
说明： 合成电场强度矢量的模值随 时间做正余弦变化；
O
Ex
x
合成电场强度矢量的方向与ｘ轴的夹角始终保 持不变。 结论：说明电磁波合成电场强度矢端轨迹是与 ｘ轴夹角为定值 的一条直线，称为线极化 N W 楠 （linear polarization）
E y E ym cost kz y 为了说明合成矢量场 E 在空间任一固定点随
时间变化的规律，引入电磁波的极化概念 【定义】：在空间任一固定点上电磁波的电场强 度 E 矢量的空间取向（矢端）随时间的变化方式 （轨迹）称之为极化 。
W
N
楠
S
E
如果电场强度矢端（随时间变化）的轨迹是 直线，则称为线极化电磁波； 如果电场强度矢端（随时间变化）的轨迹是 圆，则称为圆极化电磁波； 如果电场强度矢端（随时间变化）的轨迹是 椭圆，则称为椭圆极化电磁波； 显然对于均匀平面电磁波而言，空间所 有点上，电磁波的极化方式是相同的。
E x E xm cost kz x E y E ym cost kz y
N W
楠
S
E
下面，我们要对极化概念作进一步深化。
( x, y, z ) 。但是对于向ｚ方 空间上任一固定点指 向传播的均匀平面波则 E 与 ( x, y ) 无关。于是所谓固 定点，即ｚ在固定。 为了方便，一般将固定点选在 坐标z=0处
Ey
E y E ym cost kz y
y
E
O
2 2 2 2 E Ex Ey E xm E ym cost 0
Ex
x
这时合成电磁波 为：
E 矢量与ｘ轴正向夹角的正切
Ey Ex E ym E xm
N
tan
常数
合成电磁波 的正切为：
tan Ey Ex
E 矢量与ｘ轴正向夹角
E ym E xm 常数
y
E
Ey
E y C h E x
Ex O
N W
x
结论：说明电磁波合成电场强度矢 端轨迹是与位于二、四象限的一条 直线，也是线极化
楠
S
E
平面电磁波的极化形式 圆极化
N W
楠
S
E
圆极化的条件是振幅相等，相位差
电磁场与电磁波
电磁波的极化
主讲人：王楠
W
N
楠
S
E
极化是电磁波的重要概念。 无 界 空 间 的 均 匀 平 面 波 是 TEM 波 ( 即 横 电 磁 波 ) ，它指的是电场矢量和磁场矢量均垂直于传播方 向——坡印亭矢量（或者在传播方向上没有场分量） 对于沿＋ｚ方向传播的均匀平面电磁波，电场 强度矢量和磁场强度矢量都在 z= 常数的平面内，在 最一般情况下，认为电场强度有两个分量 E x和 E y 在频域，场量均为复数 jkz ˆ ˆ ˆ ˆ E a x E x a y E y a x E0 x a y E0 y e
ˆ x E xm e j x a ˆ y E ym e j y e jkz a
N W
楠
S
E
j y j x ˆ ˆ E a x E xm e a y E ym e e jkz
这两个分量在时域的瞬时值 E x E xm cost kz x
y
E
x
Ey
O
E x Em
N W
E
楠
S
E
平面电磁波的极化形式 线极化
N W
楠
S
E
线极化是最简单且最常用的极化形式。它有 两种情况。 E x E xm cost kz x Case1、E x 和 E y同相情况，也即 z=0处， x y 0
E x E xm cost 0 E y E ym cost 0 这时合成电磁波 E 的模是：
空间取向是以电场的矢端轨迹作为特征的。因 此矢端随轨迹为直线称为线极化；轨迹为圆称之为 圆极化；轨迹为椭圆则称之为椭圆极化。 理论上说，椭圆极化是最广义的极化。因为 线极化可以看作为短轴是0的椭圆极化，而圆极化 N W 楠 则可看作长短轴相等的椭圆极化。
S
E
与传播方向垂直，因此只能有 x 、 y 两个方 E 向。也就是说极化是在 面上进行的——我们称之 为极化面 非平面波依然存在极化概念，这时情况 相对复杂。不是我们讨论的重点。