微波与天线实验报告

课程名称微波与天线实验报告

实验项目迈克尔逊干涉实验成绩

学院信息学院专业通信工程学号姓名

实验时间实验室指导教师

一、实验目的

1、通过实验观察迈克尔逊干涉现象。

2、掌握利用迈克尔逊干涉测量平面波长的方法。

二、实验设备

DH926B型微波分光仪，DH1121B型三厘米固态信号源，喇叭天线，DH926AD型数据采集仪，反射板，半透射玻璃板。

三、实验原理

如图5.1所示，在平面电磁波前进的方向放置一块与传播方向成450夹角的半透射板(实验中用玻璃板)，由于该板的作用，将入射的电磁波分成为两束，一束穿透玻璃板继续前进，向反射板B方向传播，另外一束被玻璃板反射后，向反射板A方向传播。到达可移动反射板B

的波，被反射板B反射后，又到达玻璃板，其中一部分被玻璃板反射后到达接收喇叭；而到达反射板A的波，被反射板A反射后，又到达玻璃板，其中一部分穿过玻璃板也到达接收喇叭，因此接收喇叭接收到的是这两束电磁波的和，当两束电磁波的传播路程相同，或相差波长的整数倍时，接收喇叭接收的信号最强，当他们传播的路程相差为半个波长的奇数倍时，

接收喇叭接收到的信号最弱。通过移动反射板B ，可以改变这两束电磁波的传播路程，使得接收喇叭接收到的信号由弱变强，或由强变弱，测得两个相邻最强或最弱时反射板所移动的距离L ，就可以得到电磁波的波长，即等于2L 。实验中直接观察电压表的读数，当表头指示从一次极小变到又一次极小时，则B 处的反射板就移动了2λ的距离，由此距离就可求得平面波的波长。

四、实验内容及步骤

1、如图5.2，连接仪器。

图5.2 迈克尔逊干涉实验系统

2、使两喇叭口面互成900。

3、半透射板与两喇叭轴线互成450。

4、将读数机构通过它本身上带有的两个螺钉旋入底座上，使其固定在底座上，再插上反射扳，使固定反射板的法线与接受喇叭的轴线一致，可移反射板的法钱与发射喇叭轴线一致。

5、按信号源操作规程接通电源，调节衰减器使信号电平读数指示合适值。

6、将可移反射板移到读数机构的一端，在此附近测出一个极小的位置，然后旋转读数机构上的手柄使反射板移动，从表头上测出(n ＋1)个极小值，并同时从读数机构上得到相应的位移读数，从而求得可移反射板的移动距离L ，则波长n

L 2=λ。 五、实验记录

1、根据实验步骤，记录数据，绘制结果曲线，计算平面波波长。 L(mm) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

(μA) 47 7 5 59 36 5 12 53 14 3 30 48 6 4 38

2、对实验现象分析和讨论。

由上图知L = 55mm, n = 3，故

n L 2=

λ= 2*55mm/3 = 36.67 mm ，接近理论上的发射波长32mm 。 六、思考题

1、半透射板的放置角度如有偏移，对实验结果有何影响？

依然可以产生相互干涉，但是由于第二路径的波的传播路径极长，衰减较大，所以，产生的干涉不是十分的明显。测量可能不够准确。

2、分析实验所测得的波长和实际波长存在误差的原因。

1） 仪器设备存在误差。

2） 实验室空间内多组同时进行实验，电磁波相互干扰。 3） 肉眼读数存在误差。

七、心得体会

迈克尔逊干涉仪，是1881年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。