电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告引言：电磁场和电磁波是物理学中非常重要的概念。
电磁场是由电荷产生的一种物理场，它的存在和变化会影响周围空间中的其他电荷。
而电磁波则是电磁场的一种传播形式，它以电磁场的振荡和传播为基础，具有波动性质。
本次实验旨在通过实际操作和测量，深入了解电磁场和电磁波的特性。
实验一：测量电磁场强度在实验一中，我们使用了一个电磁场强度计来测量不同位置的电磁场强度。
首先，我们将电磁场强度计放置在一个固定的位置，记录下此时的电磁场强度。
然后，我们将电磁场强度计移动到其他位置，重复测量过程。
通过这些数据，我们可以得出不同位置的电磁场强度的分布情况。
实验结果显示，电磁场强度随着距离的增加而逐渐减弱。
这符合电磁场的特性，即电荷产生的电磁场在空间中以一定的规律传播，而传播的强度会随着距离的增加而减弱。
这一实验结果验证了电磁场的存在和变化对周围环境的影响。
实验二：测量电磁波频率和波长在实验二中，我们使用了一个频率计和一个波长计来测量电磁波的频率和波长。
首先，我们将频率计和波长计设置好，并将它们与电磁波源连接。
然后，我们观察频率计和波长计的测量结果，并记录下来。
通过这些数据，我们可以得出电磁波的频率和波长的数值。
实验结果显示，不同频率的电磁波具有不同的波长。
频率越高的电磁波，波长越短；频率越低的电磁波，波长越长。
这符合电磁波的特性，即电磁波的振荡频率和波长之间存在一定的关系。
这一实验结果验证了电磁波的波动性质，以及频率和波长之间的关系。
实验三：观察电磁波的干涉和衍射现象在实验三中，我们使用了一块光栅和一个狭缝装置来观察电磁波的干涉和衍射现象。
首先，我们将光栅放置在光源前方，并调整光源的位置和光栅的角度。
然后，我们观察到在光栅后方的屏幕上出现了一系列明暗相间的条纹。
这些条纹是由电磁波的干涉和衍射效应引起的。
实验结果显示，当电磁波通过光栅时，会发生干涉和衍射现象。
干涉现象表现为明暗相间的条纹，而衍射现象表现为条纹的扩散和交替。
电磁波系列实验报告多篇报告.doc
电磁波系列实验报告多篇报告.doc实验一：电磁场的研究实验目的：研究电磁场的特性及其对周围环境的影响。
实验原理：电磁场是由电荷和电流产生的一种物理场。
电磁场可以分为静电场和磁场两种类型。
静电场是由静止电荷产生的，而磁场则是由电流产生的。
实验步骤：1. 在实验室中准备好测量电磁场的仪器，包括电场强度计、磁力计等。
2. 按照一定的顺序，分别测量电场和磁场的强度，并记录下来。
3. 分析实验结果，观察电磁场对周围环境的影响。
实验结果：电磁场的强度与电荷和电流的大小有关。
电场强度与电荷的大小成正比，磁场强度与电流的大小成正比。
在具体实验中，我们发现，电磁场的强度会对周围环境产生影响，比如说，强电磁场会对电子设备等物品产生影响，而强磁场则会对磁性材料产生影响。
实验原理：电磁波是由电场和磁场形成的一种波动现象。
电磁波有很多种类型，包括无线电波、微波、光波等。
2. 分别使用不同的仪器，对不同类型的电磁波进行测量。
实验结果：我们发现，不同类型的电磁波在通信领域有着各自的应用。
无线电波可以用来进行无线通信，比如说广播电台、移动通信等；微波可以用来进行烹饪、医疗等；光波则可以用来进行通信、激光切割等。
这些应用都是基于电磁波的某些特性而实现的，比如说传播距离、频率带宽等。
实验三：电磁场与磁性材料的相互作用实验原理：电磁场与磁性材料之间的相互作用主要通过磁感线来实现。
在磁性材料中，磁感线会呈现出一些特殊的形态，比如说磁极、磁通量等。
而电磁场则可以通过改变磁感线的形态来影响磁性材料的性质。
2. 将磁性材料置于电磁场中，并观察其对电磁场的响应。
3. 分析实验结果，观察电磁场与磁性材料之间的相互作用及其在科技领域的应用。
实验结果：我们发现，电磁场与磁性材料之间的相互作用在科技领域有着广泛的应用，比如说电磁铁、电机、发电机等。
这些设备都是基于电磁场与磁性材料之间的相互作用而实现的，可以用来进行能量转换、物体运动等。
综上所述，电磁波系列实验有着广泛的应用，涉及到通信、能源等多个领域，是我们了解电磁场和磁性材料的特性及其在科技领域的运用的重要途径。
电磁场与电磁波实验报告(一)2024
电磁场与电磁波实验报告（一）引言概述：电磁场与电磁波是近代物理学中的重要概念，对于理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。
本实验报告旨在通过实验来探究电磁场和电磁波的基本特性，并深入了解其在不同情境下的行为和应用。
一、电磁场的产生与性质1. 静电场与磁场的产生机制2. 静电场与磁场的区别与联系3. 电磁场的力线分布与场强的概念4. 高斯定律与安培定律的应用5. 电磁场的矢量表示及其运算规则二、电磁辐射和电磁波的特性1. 辐射的概念与特点2. 电磁波的定义和分类3. 电磁波的传播速度和能量传播方式4. 电磁波的频率和波长关系5. 电磁波与物质的作用及与光的关系三、电磁波的实验测量1. 等幅比波法测量电磁波的速度2. 利用扩散法测量电磁波的波长3. 利用光栅光谱仪测量电磁波的频率和波长4. 利用双缝干涉测量电磁波的波长5. 利用驻波法测量电磁波的频率四、电磁波在通信中的应用1. 电磁波在无线通信中的传输原理2. 电磁波的调制与解调技术3. 电磁波的天线和传输介质选择4. 电磁波在卫星通信中的应用5. 电磁波在无线电和电视广播中的应用五、电磁波对人体健康的影响1. 电磁波对人体的生物效应与健康风险2. 电磁辐射的安全标准与防护措施3. 电磁波辐射源的评估与监测4. 电磁波辐射对儿童和孕妇的影响5. 电磁波辐射与癌症的关系研究总结：通过本实验的开展，我们深入了解了电磁场和电磁波的产生机制和特性，探讨了其在实验测量、通信技术和健康影响等方面的应用。
电磁场与电磁波作为现代科技中的基础理论和技术手段，对于推动科学技术发展和提高人们的生活水平具有重要意义。
在未来的研究中，我们将继续深入探索电磁场和电磁波的更多应用和相关问题，为推动科学进步和提高人类福祉做出贡献。
最新电磁场与电磁波实验报告
最新电磁场与电磁波实验报告
在本次实验中，我们深入研究了电磁场与电磁波的基本特性，并进行了一系列的实验来验证理论和观测实际现象。
以下是实验的主要部分和观察结果的概述。
实验一：静电场的建立与测量
我们首先建立了一个简单的静电场，通过使用高压电源对两个相对的金属板进行充电。
通过改变电源的电压，我们观察到金属板上的电荷积累情况，并使用电位差计测量了电场强度。
实验数据显示，电场强度与电压成正比，这与库仑定律的预测一致。
实验二：电磁波的产生与传播
接下来，我们通过振荡电路产生了电磁波。
在一个封闭的微波腔中，我们使用电磁波发生器产生不同频率的电磁波，并通过特殊的探测器来测量波的传播特性。
实验结果表明，电磁波的传播速度在不同的介质中有所变化，这与介质的电磁特性有关。
实验三：电磁波的极化与干涉
在这部分实验中，我们研究了电磁波的极化现象。
通过使用不同极化的波前，我们观察到了波的干涉效应。
特别是在双缝干涉实验中，我们观察到了明显的干涉条纹，这证明了电磁波的波动性质。
实验四：电磁波的吸收与反射
最后，我们探讨了电磁波与物质相互作用的过程。
通过将电磁波照射在不同材料的样品上，我们测量了波的吸收和反射率。
实验发现，吸收和反射率与材料的电磁性质密切相关，并且可以通过改变波的频率来调整这些性质。
通过这些实验，我们不仅验证了电磁场与电磁波的基本理论，而且加深了对这些现象在实际应用中的理解。
这些实验结果对于无线通信、雷达技术以及其他相关领域的研究和开发具有重要的指导意义。
哈工大电磁场与电磁波实验报告
哈⼯⼤电磁场与电磁波实验报告电磁场与电磁波实验报告班级：学号：姓名：同组⼈：实验⼀电磁波的反射实验1.实验⽬的：任何波动现象（⽆论是机械波、光波、⽆线电波），在波前进的过程中如遇到障碍物，波就要发⽣反射。
本实验就是要研究微波在⾦属平板上发⽣反射时所遵守的波的反射定律。
2.实验原理：电磁波从某⼀⼊射⾓i射到两种不同介质的分界⾯上时，其反射波总是按照反射⾓等于⼊射⾓的规律反射回来。
如图（1-2）所⽰，微波由发射喇叭发出，以⼊射⾓i设到⾦属板MM',在反射⽅向的位置上，置⼀接收喇叭B，只有当B处在反射⾓i'约等于⼊射⾓i时，接收到的微波功率最⼤，这就证明了反射定律的正确性。
3.实验仪器：本实验仪器包括三厘⽶固态信号发⽣器，微波分度计，反射⾦属铝制平板，微安表头。
4.实验步骤：1）将发射喇叭的衰减器沿顺时针⽅向旋转，使它处于最⼤衰减位置；2）打开信号源的开关，⼯作状态置于“等幅”旋转衰减器看微安表是否有显⽰，若有显⽰，则有微波发射；3）将⾦属反射板置于分度计的⽔平台上，开始它的平⾯是与两喇叭的平⾯平⾏。
4）旋转分度计上的⼩平台，使⾦属反射板的法线⽅向与发射喇叭成任意⾓度i，然后将接收喇叭转到反射⾓等于⼊射⾓的位置，缓慢的调节衰减器，使微µ）。
安表显⽰有⾜够⼤的⽰数（50A5）熟悉⼊射⾓与反射⾓的读取⽅法，然后分别以⼊射⾓等于30、40、50、60、70度，测得相应的反射⾓的⼤⼩。
6）在反射板的另⼀侧，测出相应的反射⾓。
5.数据的记录预处理记下相应的反射⾓，并取平均值，平均值为最后的结果。
5.实验结论：?的平均值与⼊射⾓0?⼤致相等，⼊射⾓等于反射⾓，验证了波的反射定律的成⽴。
6.问题讨论：1.为什么要在反射板的左右两侧进⾏测量然后⽤其相应的反射⾓来求平均值？答：主要是为了消除离轴误差，圆盘上有360°的刻度，且外部包围圆盘的基座上相隔180°的两处有两个游标。
电磁场与电磁波报告
一、电磁场与电磁波的应用人们对电磁理论的研究经过了漫长的过程。
早期磁现象曾被认为是与电现象独立无关的，电学和磁学是两门平行的学科。
电磁场现象的研究发现是从十六世纪下半叶英国人吉尔伯特实验展开的，在研究过程中它采用的方法比较原始，无法完全解释出电磁场的现象原理。
电磁场的近代研究要追溯到18 世纪，由法国物理学家库伦以及英国物理学家卡文迪许展开研究分析，他们的主要贡献是发明了用测量仪器对电磁场现象做定量的规律，从而促使电磁场的发展得到了质的飞越。
坚信自然力可以相互转化的奥斯特发现了电流磁效应，之后安培提出安培定则和分子电流假说。
受到奥斯特试验现象鼓舞的法拉第于1831年首次发现电磁感应现象，奠定了电磁学的基础。
在这之后，经典电磁学集大成者、英国天才物理学家麦克斯韦在法拉第的电磁研究基础上，进一步探讨了电与磁之间的互相影响作用关系，说明了电磁场的涵义，与此同时，他还总结分析除了电磁现象的规律，发表了位移电流的相关概念，并总结提出了麦克斯韦方程组，实现了物理史上的第二次综合。
现代电子技术如通讯、广播、电视、导航、雷达、遥感、测控、电子对抗、电子仪器和测量系统，都离不开电磁波的发射、控制、传播和接收；从家用电器、工业自动化到地质勘探，从电力、交通等工业、农业到医疗等国民经济领域，几乎全部涉及到电磁场理论的应用。
并且电磁学一直是新兴科学的孕育点。
电磁场在科学技术中的应用，主要有两类：一类是利用电磁场的变化将其他信号转换为电信号，进而达到转化信息或者自动控制的目的；另一类是利用电磁场对电荷或者电流的作用来控制其运动，使平衡、加速、偏转或转动，以达到预定的目的。
接下来将介绍电磁场的在人们生活中的应用的一种--磁悬浮列车。
电磁悬浮技术（electromagnetic levitation）简称EML技术。
它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属的悬浮体。
磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。
电磁场与电磁波实验报告
实验一 静电场仿真1．实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时,电场也就不随时间变化,这种电场称为静电场;点电荷q 在无限大真空中产生的电场强度E 的数学表达式为204qE r r πε= r 是单位向量 1-1真空中点电荷产生的电位为04qr ϕπε= 1-2其中,电场强度是矢量,电位是标量,所以,无数点电荷产生的电场强度和电位是不一样的,电场强度为1221014ni n i i i q E E E E r r πε==+++=∑ i r 是单位向量1-3 电位为121014ni n i i q r ϕϕϕϕπε==+++=∑ 1-4 本章模拟的就是基本的电位图形;4．实验内容及步骤1 点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷-q,求其电场分布图;程序1:负点电荷电场示意图clearx,y=meshgrid-10:1.2:10;E0=8.85e-12;q=1.610^-19;r=;r=sqrtx.^2+y.^2+1.010^-10m=4piE0r;m1=4piE0r.^2;E=-q./m1.r;surfcx,y,E;负点电荷电势示意图clearx,y=meshgrid-10:1.2:10; E0=8.85e-12;q=1.610^-19;r=;r=sqrtx.^2+y.^2+1.010^-10m=4piE0r;m1=4piE0r.^2;z=-q./m1surfcx,y,z;xlabel'x','fontsize',16ylabel'y','fontsize',16title'负点电荷电势示意图','fontsize',10程序2clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.16:4;y=x; X,Y=meshgridx,y;R1=sqrtX+1.^2+Y.^2+1.010^-10;R2=sqrtX-1.^2+Y.^2+1.010^-10;Z=qk1./R2-1./R1;ex,ey=gradient-Z;ae=sqrtex.^2+ey.^2;ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspaceminminZ,maxmaxZ,40; contourX,Y,Z,cv,'k-';hold onquiverX,Y,ex,ey,0.7;clearq=2e-6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=-4:0.15:4;y=x; X,Y=meshgridx,y;R1=sqrtX+1.^2+Y.^2+1.010^-10;R2=sqrtX-1.^2+Y.^2+1.010^-10;U=qk1./R2-1./R1;ex,ey=gradient-U;ae=sqrtex.^2+ey.^2;ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspaceminminU,maxmaxU,40; surfcx,y,U;实验二恒定电场的仿真1．实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理电场的大小和方向均不随时间变化的场称为恒定电场,如直流导线,虽说电荷在导线内运动,但电场不随时间变化而变化,所以,直流导线形成的电场是恒定电场;对于恒定电场,我们可以假设其为静电场,假设有静止不动的分布在空间中的电量q产生了这一电场;通过一些边界条件等确定自己所需要的变量,然后用静电场的方法来求解问题;4．实验内容及步骤1高压直流电线表面的电场分布仿真题目：假设两条高压导线分别是正负电流,线间距2m,线直径0.04m,电流300A,两条线电压正负110kV,求表面电场分布;程序clearx,y=meshgrid -2:0.1:2; r1=sqrtx+1.^2+y.^2+0.14; r2=sqrtx -1.^2+y.^2+0.14; k=100/log1/0.02; E=k1./r1-1./r2; surfcx,y,E;xlabel'x','fontsize',16 ylabel'y','fontsize',16 title'E','fontsize',10 RR D=2m X Y P 图2-1高压直流电线示意图 R2 R1clearx,y=meshgrid-2:0.1:2;r1=sqrtx+1.^2+y.^2+0.14; r2=sqrtx-1.^2+y.^2+0.14; k=100/log1/0.02;m=log10r2./r1;U=km;surfcx,y,U;xlabel'x','fontsize',16 ylabel'y','fontsize',16title'U','fontsize',10实验三 恒定磁场的仿真1．实验目的建立恒定磁场中磁场空间分布的直观概念;2．实验仪器计算机一台3．基本原理磁场的大小和方向均不随时间变化的场,称为恒定磁场; 线电流i 产生的磁场为：024IdldB r μπ=说明了电流和磁场之间的关系,运动的电荷能够产生磁场;4．实验内容及步骤圆环电流周围引起的磁场分布仿真题目：一个半径为0.35的电流大小为1A 的圆环,求它的磁场分布;分析：求载流圆环周围的磁场分布,可以用毕奥—萨伐尔定律给出的数值积分公式进行计算：图3-1载流圆环示意图程序 clear x=-10:0.5:10; u0=4pi10^-7; R=0.35;I=1;B=u0IR.^2./2./R.^2+x.^2.^3/2; plotx,B;RrpxdB实验四电磁波的反射与折射1．实验目的1熟悉相关实验仪器的特性和使用方法2掌握电磁波在良好导体表面的反射规律2．实验仪器DH1211型3厘米信号源1台、可变衰减器、频率调节器、电流指示器、喇叭天线、金属导体板1块、支座一台;3．基本原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物,必定要发生反射;当电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板上时将发生全反射;电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板时,分为垂直入射和以一定角度入射称为斜入射;如图4-1所示;入射线与分界面法线的夹角为入射角,反射线与分界面法线的夹角为反射角;垂直入射斜入射入射角0°、反射角0°入射角45°、反射角45°图4-1用一块金属板作为障碍物,测量当电波以某一入射角投射到此金属板上的反射角,验证电磁波的反射规律：1电磁波入射到良好导体近似认为理想导体平板上时将发生全反射; 2入射角等于反射角;4．实验内容及步骤1熟悉仪器的特性和使用方法 2连接仪器,调整系统3测量入射角和反射角反射全属板放到支座上时,应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致;而把带支座的金属反射板放到小平台上时,应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应900刻度的一对刻线一致;这时小平台上的00刻度就与金属板的法线方向一致;转动小平台,使固定臂指针指在某一角度处,这一角度的读数就是入射角,然后转动活动臂在表头上找到一个最大指示,此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角;支座 喇叭天线金属导体铝板频率调节器DH1121B 3厘米信号源可变衰减器电流指示器检波器活动臂。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告实验题目：电磁场与电磁波实验实验目的：1.了解电磁场的产生原理和特性。
2.理解电磁波的概念和基本特性。
3.掌握测量和分析不同电磁波的实验方法。
实验器材：1.U形磁铁2.电磁铁3.直流电源4.交流电源5.电磁感应器6.示波器7.微波源8.微波接收器9.光栅片10.各种电磁波滤波器实验原理：1.电磁场的产生：电流通过电线时，会在周围产生磁场。
在一对平行导线中，当电流方向相同时，导线之间的磁场是叠加的；当电流方向相反时，导线之间的磁场互相抵消。
2.电磁场的特性：电磁场具有两种性质，即不能长距离传播和具有作用力。
通过电磁感应现象，可以观察到电磁场的作用力。
3.电磁波的产生与传播：当电场和磁场变化时，会激发并产生电磁波。
电磁波可根据频率不同被分为不同波段，如：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
实验步骤：实验1：观察电磁场的产生和作用1.将磁铁插入U形磁铁中，并将直流电源连接到U形磁铁的两端；2.在U形磁铁下方放置一根金属杆，并用电磁感应器在金属杆上方测量磁感应强度；3.开启直流电源，记录不同电流强度下的磁感应强度，并绘制电流与磁感应强度的图线；4.在磁铁两端放置一磁性物体，观察其受力情况。
实验2：测量电磁波的特性1.将微波源和微波接收器分别连接至交流电源和示波器；2.将微波源调至一定频率，并记录该频率；3.调整示波器至合适的量程和垂直偏置，观察示波器上的微波信号；4.更换不同频率和波长的电磁波，重复步骤3；5.将光栅片放置在微波源与接收器之间，观察光栅片的衍射效应。
实验结果与分析：实验1：观察电磁场的产生和作用根据实验数据，绘制出电流与磁感应强度的图线，可以观察到磁感应强度与电流之间呈现线性关系，并且磁性物体受到磁力的作用。
实验2：测量电磁波的特性根据实验数据，可以观察到不同频率和波长的电磁波在示波器上表现出不同的振动形态，频率越高，波长越短。
通过光栅片的衍射效应，可以观察到电磁波的波长。
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验实验目的：1. 探究电磁波在不同介质中的反射和折射规律；2. 学习使用测量工具和观察现象，从实验中深化对电磁波的认知。
实验器材：1. 实验室用的电磁波发生器、接收器和天线；2. 不同介质的板子，如玻璃、塑料、水等；3. 直尺、支架、测角器等测量工具。
实验原理：1. 电磁波反射规律当电磁波从空气传播到介质边界时，如果介质的折射率大于空气，那么电磁波会被反射回来。
反射角等于入射角，即角度相等。
2. 电磁波折射规律当电磁波传播到介质边界时，如果两侧的折射率不同，电磁波会发生折射。
角度满足斯涅尔定律，即入射角和折射角的正弦之比在两个不同介质中是常数，即：sinθ1/sinθ2=n2/n1，其中θ1是入射角，θ2是折射角，n1和n2分别是两个介质的折射率。
实验步骤：1. 将电磁波发生器的天线对准接收器，并调整距离，使得接收器接收到最大强度的信号。
2. 选择一个介质板，将其放置在天线和接收器之间。
记录下入射角和反射角的值。
3. 更换不同的介质板，如玻璃、水、塑料等，重复步骤2。
4. 对于折射实验，将介质板斜放，入射光线从上方斜射入水中，观察折射出来的角度。
5. 测量介质板的厚度，并计算出介质的折射率。
实验结果：1. 反射实验中，记录下了不同介质的入射角和反射角。
通过比较不同介质的反射角可以发现，当折射率越大的时候，反射角越小，反之越大。
2. 折射实验中，记录下了入射角和折射角的值，并计算出了水的折射率。
分析与讨论：通过实验发现，电磁波的反射和折射规律与光学的规律相同，具有相似的物理原理。
另外，实验中需要注意精确度，例如使用测角器来测量角度，要保证角度的精确度，以免影响结果。
此外，实验中不同介质的反射、折射规律的不同也需要谨慎对待。
电磁场与电磁波实验报告
实验一静电场仿真之欧侯瑞魂创作创作时间：二零二一年六月三十日1．实验目的建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念.2．实验仪器计算机一台3．基来源根基理当电荷的电荷量及其位置均不随时间变动时, 电场也就不随时间变动, 这种电场称为静电场.点电荷q在无限年夜真空中发生的电场强度E的数学表达式为（是单元向量）（11）真空中点电荷发生的电位为（12）其中, 电场强度是矢量, 电位是标量, 所以, 无数点电荷发生的电场强度和电位是纷歧样的, 电场强度为（是单元向量）（13）电位为（14）本章模拟的就是基本的电位图形.4．实验内容及步伐（1）点电荷静电场仿真题目：真空中有一个点电荷q, 求其电场分布图.法式1:负点电荷电场示意图clear[x,y]=meshgrid(10:1.2:10);E0=8.85e12;q=1.6*10^(19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(10))m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;E=(q./m1).*r;surfc(x,y,E);负点电荷电势示意图clear[x,y]=meshgrid(10:1.2:10);E0=8.85e12;q=1.6*10^(19);r=[];r=sqrt(x.^2+y.^2+1.0*10^(10)) m=4*pi*E0*r;m1=4*pi*E0*r.^2;z=q./m1surfc(x,y,z);xlabel('x','fontsize',16) ylabel('y','fontsize',16)title('负点电荷电势示意图','fontsize',10)法式2clearq=2e6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=4:0.16:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(10));R2=sqrt((X1).^2+Y.^2+1.0*10^(10));Z=q*k*(1./R21./R1);[ex,ey]=gradient(Z);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae; cv=linspace(min(min(Z)),max(max(Z)),40); contour(X,Y,Z,cv,'k');hold onquiver(X,Y,ex,ey,0.7);clearq=2e6;k=9e9;a=1.0;b=0;x=4:0.15:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2+1.0*10^(10));R2=sqrt((X1).^2+Y.^2+1.0*10^(10));U=q*k*(1./R21./R1);[ex,ey]=gradient(U);ae=sqrt(ex.^2+ey.^2);ex=ex./ae;ey=ey./ae;cv=linspace(min(min(U)),max(max(U)),40);surfc(x,y,U);实验二恒定电场的仿真1．实验目的建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念.2．实验仪器计算机一台3．基来源根基理电场的年夜小和方向均不随时间变动的场称为恒定电场, 如直流导线, 虽说电荷在导线内运动, 但电场不随时间变动而变动, 所以, 直流导线形成的电场是恒定电场.对恒定电场, 我们可以假设其为静电场, 假设有静止不动的分布在空间中的电量q发生了这一电场.通过一些鸿沟条件等确定自己所需要的变量, 然后用静电场的方法来求解问题.4．实验内容及步伐（1）高压直流电线概况的电场分布仿真题目：假设两条高压导线分别是正负电流, 线间距2m, 线直径0.04m, 电流300A, 两条线电压正负110kV, 求概况电场分布.法式clear[x,y]=meshgrid(2:0.1:2);r1=sqrt((x+1).^2+y.^2+0.14); r2=sqrt((x1).^2+y.^2+0.14); k=100/(log(1/0.02));E=k*(1./r11./r2);surfc(x,y,E);xlabel('x','fontsize',16) ylabel('y','fontsize',16) title('E','fontsize',10) clear[x,y]=meshgrid(2:0.1:2);r1=sqrt((x+1).^2+y.^2+0.14);r2=sqrt((x1).^2+y.^2+0.14);k=100/(log(1/0.02));m=log10(r2./r1);U=k*m;surfc(x,y,U);xlabel('x','fontsize',16)ylabel('y','fontsize',16)title('U','fontsize',10)实验三恒定磁场的仿真1．实验目的建立恒定磁场中磁场空间分布的直观概念.2．实验仪器计算机一台3．基来源根基理磁场的年夜小和方向均不随时间变动的场, 称为恒定磁场.线电流i发生的磁场为：说明了电流和磁场之间的关系, 运动的电荷能够发生磁场. 4．实验内容及步伐圆环电流周围引起的磁场分布仿真题目：一个半径为0.35的电流年夜小为1A的圆环, 求它的磁场分布.分析：求载流圆环周围的磁场分布, 可以用毕奥—萨伐尔定律给出的数值积分公式进行计算：图31载流圆环示意图法式clearx=10:0.5:10;u0=4*pi*10^(7);R=0.35;I=1;B=(u0*I*R.^2)./2./((R.^2+x.^2).^(3/2));plot(x,B);实验四电磁波的反射与折射1．实验目的（1）熟悉相关实验仪器的特性和使用方法（2）掌握电磁波在良好导体概况的反射规律2．实验仪器DH1211型3厘米信号源1台、可变衰减器、频率调节器、电流指示器、喇叭天线、金属导体板1块、支座一台.3．基来源根基理电磁波在传布过程中如遇到障碍物, 肯定要发生反射.当电磁波入射到良好导体（近似认为理想导体）平板上时将发生全反射.电磁波入射到良好导体（近似认为理想导体）平板时, 分为垂直入射和以一定角度入射（称为斜入射）.如图41所示.入射线与分界面法线的夹角为入射角, 反射线与分界面法线的夹角为反射角.垂直入射斜入射（入射角0°、反射角0°） （入射角45°、反射角45°）图41用一块金属板作为障碍物, 丈量当电波以某一入射角投射到此金属板上的反射角, 验证电磁波的反射规律：（1）电磁波入射到良好导体（近似认为理想导体）平板上时将发生全反射.（2）入射角即是反射角. 4．实验内容及步伐（1）熟悉仪器的特性和使用方法 （2）连接仪器, 调整系统支座 喇叭天线金属导体（铝）板频率调节器DH1121B 3厘米信号源可变衰减器电流指示器（检波器）活动臂（3）丈量入射角和反射角反射全属板放到支座上时, 应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致.而把带支座的金属反射板放到小平台上时, 应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应900刻度的一对刻线一致.这时小平台上的00刻度就与金属板的法线方向一致.转动小平台, 使固定臂指针指在某一角度处, 这一角度的读数就是入射角, 然后转动活动臂在表头上找到一个最年夜指示, 此时活动臂上的指针所指的刻度就是反射角.。
电磁场电磁波实验报告
第二师学院学生实验报告一相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等。
本实验重点介绍其中的一种半波天线。
半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。
对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。
这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。
而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。
半波振子因其一臂长度为λ/4 ，全长为半波长而得名。
其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（L=λ/4 ）的远区场强有以下关系式：│E│=[60Imcos(πcosθ/2)]/R 。
sinθ=[60Im/R 。
]│f(θ)│式中，f(θ) 为方向函数。
对称振子归一化方向函数为│F(θ)│=│f(θ)│/fmax=|cos(πcosθ/2)/sinθ| 其中fmax 是f(θ) 的最大值。
由上式可画出半波振子的方向图如下:半波振子方向函数与ψ无关，故在H 面上的方向图是以振子为中心的一个圆，即为全方性的方向图。
在E 面的方向图为8 字形，最大辐射方向为θ=π/2 ，且只要一臂长度不超过0.625λ，辐射的最大值始终在θ=π/2 方向上；若继续增大L ，辐射的最大方向将偏离θ=π/2 方向。
【实验容】第二师学院学生实验报告三第二师学院学生实验报告四律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。
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。
天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在表面产生极化电流，极化电流因受阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
电磁场与电磁波实验报告电磁波反射和折射实验
电磁场与微波测量实验报告学院：班级：组员：撰写人：学号：序号：实验一电磁波反射和折射实验一、实验目的1、熟悉S426型分光仪的使用方法2、掌握分光仪验证电磁波反射定律的方法3、掌握分光仪验证电磁波折射定律的方法二、实验设备与仪器S426型分光仪三、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。
四、实验内容与步骤1、熟悉分光仪的结构和调整方法。
2、连接仪器，调整系统。
仪器连接时，两喇叭口面应相互正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭的位置的指针分别指于工作平台的90刻度处，将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉起平台上的四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。
3、测量入射角和反射角反射金属板放到支座上时，应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时，应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应90度的一对刻线一致。
这是小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台，使固定臂指针指在某一角度处，这角度读书就是入射角，五、实验结果及分析记录实验测得数据，验证电磁波的反射定律表格分析：（1）、从总体上看，入射角与反射角相差较小，可以近似认为相等，验证了电磁波的反射定律。
（2）、由于仪器产生的系统误差无法避免，并且在测量的时候产生的随机误差，所以入射角不会完全等于反射角，由差值一栏可以看出在55度左右的误差最小。
越向两边误差越大，说明测量仪器在55度的入射角能产生最好的特性。
2、观察介质板（玻璃板）上的反射和折射实验将金属换做玻璃板，观察、测试电磁波在该介质板上的反射和折射现象，自行设计实验步骤和表格，计算反射系数和透射系数，验证透射系数和反射系数相加是否等于1 。
电磁场与电磁波实验报告.
电磁场与电磁波实验报告.中南⼤学信息科学与⼯程学院课题名称：电磁场与电磁波实验报告信息科学与⼯程学院通信⼯程1201 学班学姓院：级：号：名：0909120927 苏⽂强指导⽼师：陈宁实验⼀电磁波反射实验⼀实验⽬的1. 掌握微波分光仪的基本使⽤⽅法；2. 了解3cm 信号源的产⽣、传输及基本特性；3. 验证电磁波反射定律。
⼆预习内容电磁波的反射定律三实验原理微波与其它波段的⽆线电波相⽐具有：波长极短，频率很⾼，振荡周期极短的特点。
微波传输具有似光特性，其传播为直线传播。
电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发⽣反射。
本实验以⼀块⼤的⾦属板作为障碍物来研究当电磁波以某⼀⼊射⾓投射到此⾦属板上所遵循的反射定律，即：反射电磁波位于⼊射电磁波和通过⼊射点的法线所决定的平⾯上反射电磁波和⼊射电磁波分别位于法线两侧；反射⾓θr 等于⼊射⾓θi。
原理如图1.1所⽰。
图1.1四实验内容与步骤1. 调整微波分光仪的两喇叭⼝⾯使其互相正对，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0-180 刻度处。
将⽀座放在⼯作平台上，并利⽤平台上的定位销和刻线对正⽀座，拉起平台上四个压紧螺钉旋转⼀个⾓度后放下，即可压紧⽀座。
2. 将反射全属板放到⽀座上，应使⾦属板平⾯与⽀座下⾯的⼩圆盘上的90-90 这对刻线⼀致，这时⼩平台上的0 刻度就与⾦属板的法线⽅向⼀致。
将⾦属板与发射、接收喇叭锁定，以保证实验稳定可靠。
3. 打开信号源开关，将三厘⽶固态信号源设置在:“电压”和“等幅”档。
4. 调节可变衰减器，使得活动臂上微安表的读数为满量程的80%左右。
5. 转动微波分光仪的⼩平台，使固定臂指针指在刻度为30 度处，这个⾓度数就是⼊射⾓度数，然后转动活动臂，使得表头指⽰最⼤，此时活动臂上指针所指的刻度就是反射⾓度数，记下该⾓度读数。
如果此时表头指⽰太⼤或太⼩，应调整微波分光仪中的可变衰减器或晶体检波器，使表头指⽰接近满量程的80%做此项实验。
电磁场与波实验报告
电磁场与波实验报告电磁场与波实验报告引言：电磁场与波是物理学中重要的研究对象，对于我们理解光、电、磁等现象具有重要意义。
为了更好地探究电磁场与波的性质，我们进行了一系列实验，下面将对实验过程和结果进行详细报告。
实验一：电磁感应现象实验目的：通过实验观察电磁感应现象，验证法拉第电磁感应定律。
实验装置：实验装置由一根导线、一个磁铁和一个电流表组成。
实验步骤：1. 将导线绕在一个纸芯上，形成一个线圈。
2. 将磁铁靠近线圈，观察电流表的指示情况。
实验结果：当磁铁靠近线圈时，电流表指针发生偏转，表明在导线中产生了电流。
当磁铁远离线圈时，电流方向相反。
这一现象验证了法拉第电磁感应定律，即磁场的变化会引起导线中的电流。
实验二：电磁波的传播实验目的：通过实验观察电磁波的传播特性，验证电磁波的存在。
实验装置：实验装置由一个发射器和一个接收器组成。
实验步骤：1. 将发射器放置在一定距离内，接通电源。
2. 在接收器处设置一个示波器，调节示波器的参数。
3. 观察示波器上的波形变化。
实验结果：当发射器工作时，示波器上出现了一定频率的波形。
通过调节示波器参数，我们可以观察到电磁波的传播特性，包括波长、频率等。
这一实验结果验证了电磁波的存在，并且进一步揭示了电磁波的传播特性。
实验三：电磁波的干涉实验目的：通过实验观察电磁波的干涉现象，验证电磁波的波动性质。
实验装置：实验装置由一个光源、一个狭缝、一个屏幕和一个检测器组成。
实验步骤：1. 将光源置于一定位置，使其照射到狭缝上。
2. 在屏幕上观察到干涉条纹的出现。
3. 使用检测器测量干涉条纹的强度。
实验结果：在屏幕上观察到了明暗相间的干涉条纹，这表明电磁波具有波动性质。
通过检测器的测量，我们可以进一步研究干涉条纹的强度分布规律。
这一实验结果验证了电磁波的波动性质，并且揭示了电磁波的干涉现象。
结论：通过以上实验，我们验证了电磁感应定律、电磁波的存在以及电磁波的波动性质。
电磁场与波是物理学中重要的研究对象，对于我们理解光、电、磁等现象具有重要意义。
电磁场电磁波实验报告
第二师学院学生实验报告一相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等。
本实验重点介绍其中的一种半波天线。
半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。
对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。
这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。
而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。
半波振子因其一臂长度为λ/4 ，全长为半波长而得名。
其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（L=λ/4 ）的远区场强有以下关系式：│E│=[60Imcos(πcosθ/2)]/R 。
sinθ=[60Im/R 。
]│f(θ)│式中，f(θ) 为方向函数。
对称振子归一化方向函数为│F(θ)│=│f(θ)│/fmax=|cos(πcosθ/2)/sinθ| 其中fmax 是f(θ) 的最大值。
由上式可画出半波振子的方向图如下:半波振子方向函数与ψ无关，故在H 面上的方向图是以振子为中心的一个圆，即为全方性的方向图。
在E 面的方向图为8 字形，最大辐射方向为θ=π/2 ，且只要一臂长度不超过0.625λ，辐射的最大值始终在θ=π/2 方向上；若继续增大L ，辐射的最大方向将偏离θ=π/2 方向。
【实验容】第二师学院学生实验报告三第二师学院学生实验报告四律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。
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。
天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在表面产生极化电流，极化电流因受阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告班级：学号：姓名：实验一：验证电磁波的反射和折射定律1学时1、实验目的验证电磁波在媒质中传播遵循反射定理及折射定律;1研究电磁波在良好导体表面上的全反射;2研究电磁波在良好介质表面上的反射和折射;3研究电磁波全反射和全折射的条件;2、实验原理电磁波在传播过程中如遇到障碍物,必定要发生反射,本处以一块大的金属板作为障碍物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律,即反射线在入射线和通过入射点的法线所决定的平面上,反射线和入射线分居在法线两侧,反射角等于入射角;3、实验结果：图1.1 电磁波在介质板上的折射图1.2 电磁波在良导体板上的反射实验二：电磁波的单缝衍射实验、双缝干涉实验;1、实验目的1研究当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象;在缝后面出现的衍射波强度不是均匀的,中央最强；2研究当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭线上,则每一条狭缝就是次级波波源;由两缝发出的次级波是相干波,因此在金属板的背后面空间中,将产生干涉现象;2、实验原理单缝衍射实验原理见下图 5：当一平面波入射到一宽度和波长可比拟的狭缝时,就要发生衍射的现象;在缝后面将出现的衍射波强度不是均匀的,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧衍射波强度迅速减小,直至出现衍射波强度的最小值,即一级极小,此时衍射角为,其中λ是波长,λ是狭缝宽度;两者取同一长度单位,然后,随着衍射角增大,衍射波强度又逐渐增大,直至一级极大值,角度为：图 5 单缝衍射实验原理图如图 8：当一平面波垂直入射到一金属板的两条狭缝上时,则每一条狭缝就是次级波波源,由于两缝发出的次级波是相干波,因此在金属板的背后面空间中,将产生干涉现象;当然电磁波通过每个缝也有狭缝现象;因此实验将是衍射和干涉两者结合的结果;为了只研究主要是由于来自双缝的两束中央衍射波相互干涉的结果,令双缝的缝宽α接近入,例如：,这时单缝的一级极小接近53°;因此取较大的b,则干涉强受单缝衍射影响大;干涉加强的角度为：干涉减弱的角度为：3、实验结果图2.1 单缝衍射的I-α曲线图2.2双缝干涉的I-α曲线实验三：布朗格衍射的实验1、实验目的本实验是仿造X射线入射真实晶体发生衍射的基本原理,人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体,以微波代替X射线,使微波向模拟晶体入射,观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件;这个条件就是布拉格方程;1掌握100面,110面点阵的反射波产生干涉的条件,得出布拉格方程;2了解直线极化和圆极化波特性参数的测试方法;2、实验原理任何的真实晶体,都具有自然外形和各向异性的性质,这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关;晶体内的离子、原子或分子占据着点阵的结构, 两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数;真实晶体的晶格常数约在10−8厘米的数量级,X 射线的波长与晶体的常数属于同一数量级,实际上晶体是起着衍射光栅的作用,因此可以利用 X 射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列,以达到对晶体结构得了解;本实验是仿造 X 射线入射真实晶体发生衍射的基本原理,人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体,以微波代替 X 射线,使微波向模拟晶体入射,观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件,这个条件就是布拉格方程;它是这样说的,当波长为入的平面波射到间距为α的晶面上,入射角为Θ°,当满足条件时n为整数发生衍射;衍射线在所考虑的晶面反射线方向;在布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角即通称的入射角,是为了在实验时方便,因为当被研究晶面的法线与分光仪上度盘的 0 度刻度一致时,入射线与反射线的方向在度盘上有相同的示数,不容易搞错,操作方便;3、实验结果图3.1 布拉格衍射I-θ关系曲线由实验数据可得,两侧发生衍射的角度大约在34°和65°附近;根据布拉格方程nλ=2aCOSθ,将λ=32mm,a=40mm代入得：当n=1时,θ=66.42°；当n=2时,θ=36.87°.实验测得数据与理论计算值比较接近,可验证布拉格方程;69°附近产生的峰值可能是由其他实验组影响造成的,不计入考虑;实验四：均匀无损耗媒质参量的测量2学时1、实验目的了解电磁波在真空中传播特性和相干原理;1在学习均匀平面电磁波的基础上,观察电磁波传播特性,E、H、S互相垂直;2推导相干波理论数学模型,自行调节测量仪器,测量基本参量;3测定自由空间内电磁波波长λ、频率f,并确定电磁波的相位常数β和波速υη的测量;4了解电磁波的其他参量,如波阻抗5利用相干波接点位移法推导测量均匀无损耗媒质参量的ε和μ的数学模型6了解均匀无损耗媒质参量λ、β、的差别7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;2、实验原理迈克尔逊干涉试验的基本原理见下图 13 所示：在平面波前进的方向上放置一个成45°的半透射板,由于该板的作用,将入射波分成两束波：一束由于反射向 A 方向传播；另一束透过半透射板向B 方向传播;由于A﹑B 处全反射板的作用,两列波就再次回到半透射板并到达接收喇叭处,于是接收喇叭收到两束同频率且振动方向一致的两个波;如果这两个波的位相差为2π的整数倍,则干涉加强；当相位差为π的奇数倍则干涉减弱;因此在 A 处放一固定板,让 B 处的反射板移动,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λ⁄2的距离,因此有这个距离就可求得平面波的波长;3、实验结果()()mm 32.341-443.5-91.5621n 0L -3L 2=⨯=-⨯=λ实验五：利用微波衰减测量湿度、厚度2学时1、实验目的学习介质特性参量：相移常数和衰减常数的测量方法,自行推导出介质厚度和湿度的数学模型,设计实验方法;1了解被测量的物质所用波为TEM 波,TEM 波产生的条件; 2相移常数和衰减常数测量方法; 3湿度、厚度测量方法 4信号处理方法 2、实验原理同迈克尔干涉实验原理 3、实验结果491.5602.5592.4067.4172.2357.2643.532.13-+-+-+-=91.2=n33221100L L L L L L L L L -'+-'+-'+-'=∆()()mm80.271-432.13-2.05521n 0-32ˊ=⨯=-''⨯'L L λ()d L /1/∆+= λλ()d /91.21/32.3480.27+=mmd 6.12≈。
电磁场与电磁波实验报告
电磁场与电磁波实验报告
实验目的：通过实验探究电磁场和电磁波的相关性质，加深对电磁
学原理的理解，掌握相关实验操作技巧。
一、实验仪器与材料
本次实验所用仪器设备包括：
1. 电磁场产生装置；
2. 电场仪表；
3. 磁场仪表；
4. 信号发生器；
5. 示波器等。
二、实验步骤
1. 观察并记录电磁场产生装置的工作原理，了解电磁场的形成过程；
2. 利用电场仪表和磁场仪表分别测量电磁场的电场分量和磁场分量，并记录实验数据；
3. 通过调节信号发生器的频率和幅度，产生不同频率的电磁波，并
利用示波器观察并记录波形；
4. 将电磁场和电磁波的实验数据整理，形成图表和曲线。
三、实验结果与分析
根据实验数据，我们可以观察到电磁场和电磁波在不同频率下的表现。
电磁场的电场分量和磁场分量呈现出明显的变化规律，频率越高，波动频率越密集；而电磁波的波形随着频率的增加呈现出不同的特征，频率在一定范围内变化会引起频率响应的变化。
四、结论与思考
通过本次实验，我们深入了解了电磁场和电磁波的相关特性，了解
到电磁场和电磁波在不同频率下的表现差异。
同时，我们也发现了实
验过程中需要注意的细节问题，如仪器的校准和操作注意事项等。
通
过实验，我们不仅加深了对电磁学理论知识的理解，也提高了实验操
作的技巧和分析能力。
综上所述，电磁场与电磁波实验为我们提供了一个直观、具体的实
践平台，促进了电磁学知识的学习与应用，为我们日后的研究与工作
打下了坚实的基础。
电磁场与电磁波实验报告
显然只有������1 = ������2 时才有折射，即������1 = ������2 ，这是无意义的。当������2 具有一定厚度������ 。且 ������2 两侧同为空气，即������1 = ������2 。这时要实现全反射的传播，对������2 就有特殊要求。我们可利用传 输线输入阻抗的概念和公式，得到������1 、������2 分界面上的输入阻抗： ������3 + ������������2 tan(������2 ������) ������������������ = ������2 ������2 + ������������3 tan(������2 ������) 式中������1 = ������3，������2 =
上式表明，媒质分界面上反射角等于入射角，即反射定律。 由此得： ������������������������2 = ������1 ������0 ������1 ������2 ������1 ������������������������1 = √ ������������������������1 = ������������������������1 = √ ������������������������1 ������2 ������0 ������2 ������1 ������2
实验一：验证电磁波的反射和折射定律 ������2 = ������02 (������������������������������2 + ������������������������������2 )������ −������������2 (−������������������������������2 +������������������������������2 ) ������02 −������������ (−������������������������������ +������������������������������ ) 2 2 ������2 = ������������ ������ 2 ������2 以上各式中������1 、������2 分别表示波在两种媒质中的波阻抗。由边界条件可知，在分界面上 ������ = 0处，有������1������ = ������2������ ，������1������ = ������2������ 。同时，三种波在分界面处必须以同一速度向������方向传播， 即它们的波因子必须相等，则有：
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实验一 静电场仿真
1.实验目的
建立静电场中电场及电位空间分布的直观概念。
2.实验仪器
计算机一台
3.基本原理
当电荷的电荷量及其位置均不随时间变化时,电场也就不随时间变化,这种电场称为静电场。
点电荷q 在无限大真空中产生的电场强度E 的数学表达式为
204q
E r r πε= (r 就是单位向量) (1-1)
真空中点电荷产生的电位为
04q
r ϕπε= (1-2)
其中,电场强度就是矢量,电位就是标量,所以,无数点电荷产生的电场强度与电位就是不一样的,电场强度为
1221014n
i n i i i q E E E E r r πε==+++=∑ (i r 就是单位向量)(1-3) 电位为
121014n
i n i i q r ϕϕϕϕπε==+++=∑ (1-4) 本章模拟的就就是基本的电位图形。
4.实验内容及步骤
(1) 点电荷静电场仿真
题目:真空中有一个点电荷-q,求其电场分布图。
程序1:
负点电荷电场示意图
clear
[x,y]=meshgrid(-10:1、2:10);
E0=8、85e-12;
q=1、6*10^(-19);
r=[];
r=sqrt(x、^2+y、^2+1、0*10^(-10))
m=4*pi*E0*r;
m1=4*pi*E0*r、^2;
E=(-q、/m1)、*r;
surfc(x,y,E);
负点电荷电势示意图
clear
[x,y]=meshgrid(-10:1、2:10); E0=8、85e-12;
q=1、6*10^(-19);
r=[];
r=sqrt(x、^2+y、^2+1、0*10^(-10))
m=4*pi*E0*r;
m1=4*pi*E0*r、^2;
z=-q、/m1
surfc(x,y,z);
xlabel('x','fontsize',16)
ylabel('y','fontsize',16)
title('负点电荷电势示意图','fontsize',10)
程序2
clear
q=2e-6;k=9e9;a=1、0;b=0;x=-4:0、16:4;y=x;
[X,Y]=meshgrid(x,y);
R1=sqrt((X+1)、^2+Y、^2+1、0*10^(-10));
R2=sqrt((X-1)、^2+Y、^2+1、0*10^(-10));
Z=q*k*(1、/R2-1、/R1);
[ex,ey]=gradient(-Z);
ae=sqrt(ex、^2+ey、^2);ex=ex、/ae;ey=ey、/ae;
cv=linspace(min(min(Z)),max(max(Z)),40);
contour(X,Y,Z,cv,'k-');
hold on
quiver(X,Y,ex,ey,0、7);
clear
q=2e-6;k=9e9;a=1、0;b=0;x=-4:0、15:4;y=x; [X,Y]=meshgrid(x,y);
R1=sqrt((X+1)、^2+Y、^2+1、0*10^(-10));
R2=sqrt((X-1)、^2+Y、^2+1、0*10^(-10));
U=q*k*(1、/R2-1、/R1);
[ex,ey]=gradient(-U);
ae=sqrt(ex、^2+ey、^2);ex=ex、/ae;ey=ey、/ae; cv=linspace(min(min(U)),max(max(U)),40); surfc(x,y,U);
实验二恒定电场的仿真
1.实验目的
建立恒定电场中电场及电位空间分布的直观概念。
2.实验仪器
计算机一台
3.基本原理
电场的大小与方向均不随时间变化的场称为恒定电场,如直流导线,虽说电荷在导线内运动,但电场不随时间变化而变化,所以,直流导线形成的电场就是恒定电场。
对于恒定电场,我们可以假设其为静电场,假设有静止不动的分布在空间中的电量q产生了这一电场。
通过一些边界条件等确定自己所需要的变量,然后用静电场的方法来求解问题。
4.实验内容及步骤
(1)高压直流电线表面的电场分布仿真
题目:假设两条高压导线分别就是正负电流,线间距2m,线直径0、04m,电流300A,两条线电压正负110kV,求表面电场分布。
程序
clear
[x,y]=meshgrid(-2:0、1:2);
r1=sqrt((x+1)、^2+y、^2+0、14); r2=sqrt((x-1)、^2+y、^2+0、14); k=100/(log(1/0、02));
E=k*(1、/r1-1、/r2);
surfc(x,y,E);
xlabel('x','fontsize',16)
ylabel('y','fontsize',16)
title('E','fontsize',10)
clear
[x,y]=meshgrid(-2:0、1:2);
r1=sqrt((x+1)、^2+y、^2+0、14); r2=sqrt((x-1)、^2+y、^2+0、14); k=100/(log(1/0、02));
m=log10(r2、/r1);
U=k*m;
surfc(x,y,U);
xlabel('x','fontsize',16)
ylabel('y','fontsize',16)
title('U','fontsize',10)
实验三 恒定磁场的仿真
1.实验目的
建立恒定磁场中磁场空间分布的直观概念。
2.实验仪器
计算机一台
3.基本原理
磁场的大小与方向均不随时间变化的场,称为恒定磁场。
线电流i 产生的磁场为:
02
4Idl
dB r μπ=
说明了电流与磁场之间的关系,运动的电荷能够产生磁场。
4.实验内容及步骤
圆环电流周围引起的磁场分布仿真
题目:一个半径为0、35的电流大小为1A 的圆环,求它的磁场分布。
分析:求载流圆环周围的磁场分布,可以用毕奥—萨伐尔定律给出的数值积分公式进行计算:
图3-1载流圆环示意图
程序
clear
x=-10:0、5:10;
u0=4*pi*10^(-7);
R=0、35;I=1;
B=(u0*I*R、^2)、/2、/((R、^2+x、^2)、^(3/2));
plot(x,B);
实验四电磁波的反射与折射
1.实验目的
(1)熟悉相关实验仪器的特性与使用方法
(2)掌握电磁波在良好导体表面的反射规律
2.实验仪器
DH1211型3厘米信号源1台、可变衰减器、频率调节器、电流指示器、喇叭天线、金属导体板1块、支座一台。
3.基本原理
电磁波在传播过程中如遇到障碍物,必定要发生反射。
当电磁波入射到良好导体(近似认为理想导体)平板上时将发生全反射。
电磁波入射到良好导体(近似认为理想导体)平板时,分为垂直入射与以一定角度入射(称为斜入射)。
如图4-1所示。
入射线与分界面法线的夹角为入射角,反射线与分界面法线的夹角为反射角。
垂直入射斜入射
(入射角0°、反射角0°) (入射角45°、反射角45°)
图4-1
用一块金属板作为障碍物,测量当电波以某一入射角投射到此金属板上的反射角,验证电磁波的反射规律:
(1)电磁波入射到良好导体(近似认为理想导体)平板上时将发生全反射。
(2)入射角等于反射角。
4.实验内容及步骤
(1)熟悉仪器的特性与使用方法 (2)连接仪器,调整系统
(3)测量入射角与反射角
反射全属板放到支座上时,应使金属板平面与支座下面的小圆盘上的某一对刻线一致。
而把带支座的金属反射板放到小平台上时,应使圆盘上的这对与金属板平面一致的刻线与小平台上相应900
刻度的一对刻线一致。
这时小平台上的00
刻度就与金属板的法线方向一致。
转动小平台,使固定臂指针指在某一角度处,这一角度的读数就就是入射角,然后转动活动臂在表头上找到一个最大指示,此时活动臂上的指针所指的刻度就就是反射角。
支座 喇叭天线
金属导体(铝)板
频率调节器
DH1121B 3厘米信号源
可变衰减器
电流指示器(检波器)
活动臂。