微波的光学特性实验
大学物理实验 微波光学特性及布拉格衍射
极小
类别
Xi=i
Xi=i*i
yi=Xi+1
Yi^2=Xi+1^2
Xiyi
1
1
1
22.823
520.889
22.823
2
2
4
37.225
1385.700
74.45
3
3
9
53.685
2882.079
161.055
∑
6
14
113.733
4788.668
258.328
平均
2
4.67
37.911
1596.223
根据记录数据，画出单缝衍射强度与衍射角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极小角度和缝宽 ，计算微波波长 和其百分误差（表中 、 是相对于0刻度两边对应角度的电压值）。
3．微波的双缝干涉
按需要调整双缝干涉板的缝宽。将双缝缝干射板安置在支座上时，应使双缝板平面与载物圆台上 指示线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的 处。此时相当于微波从双缝干涉板法线方向入射。这时让活动臂置小平台 处，调整信号使液晶显示器显示较大，然后在 线的两侧，每改变1～3度读取一次液晶显示器的读数，并记录下来，然后就可以画出双缝干涉强度与角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极大角度和缝宽 ，计算微波波长 和其百分误差。
由已知的晶格常数a和微波波长λ，估算出（100）面和（110）面衍射极大的入射角；调整发射喇叭和接收喇叭的天线正对，调节衰减器；
将模型固定在载物台上，晶面法线与刻度盘0°重合，发射臂指针的读数即为入射角，将接受臂转至0°另一侧同一度数，即得到入射角等于反射角。在理论峰值附近寻找电流最大的入射角。。
原始数据记录及分析：
微波技术
4-8
5
1218
2
1827
1.25
80100
0.3
•C~K 为早期的微波通信频段，80’s 后较少 •W(3mm) 实际上是卫星通信的主流频段 广播电视、通信频率相对较低： KHz~ 3G 在实验中使用厘米波中的X波段， 其标称波长为3.2cm，中心频率为9375MHz。
国际上对各微波频段用途的规定
2.频率极高，穿透性强
由于微波既能穿透电离层 (低频电磁波不行) 也能穿透 尘埃、云、雾 (光波不行)， 因此，微波就成了卫星通讯、 空间通讯和射电天文研究的 重要手段。 可以容易穿入介质内部： 如微波加热——食品发热
近代物理实验专题讲座 2003.8
3. 频带宽，信息性好
可用频带很宽 (数百兆甚至上千兆赫兹)，是低频 无线电波无法比拟的。因此，微波在通讯领域内得 到了广泛的应用。 微波通讯系统的工作频带宽、信息容量大、机动 性好，特别适合于卫星通讯，宇航通讯和移动通讯 等，因而在现代通讯系统中占有相当重要的地位。
λ(m)
广播 电视 微波 红外可见光 紫外
无 线 电 波 光 波
波长处于光波和无线电波之间
近代物理实验专题讲座 2003.8
微波频段的划分： 分米波, 厘米波，毫米波和亚毫米波
常用波段代号
波段代号 频率范围 （GHz） 标称波长 (cm) L S C X 8-12 3 Ku K W
1-2 2-4
微 波 技
术
山东师范大学物理实验中心
一、微波基础知识
按照国际电工委员会（IEC）的定义，微波 （Microwaves）是：
“波长足够短，以致在发射和接收中能实际 应用波导和谐振腔技术的电磁波”
微波是指：波长为１m至0.１mm,频率在 300MHz-3000GHz之间的电磁波或无线电波。
微波光学实验论文
微波光学实验论文摘要微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。
研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。
微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。
都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
关键字电磁波微波实验波长信号源原理一、实验目的1.了解微波光学系统实验的仪器和组件的工作原理，掌握其使用的一般方法。
2.了解迈克尔逊干涉仪工作原理，测量并计算微波波长。
3.了解劳埃德镜原理，并用劳埃德镜测微波波长。
4.了解法布里-贝罗干涉仪原理，测量并计算微波波长。
5.了解布喇格衍射实验原理，并测量立方晶格内晶面间距。
二、仪器用具ZKY-WB微波光学实验仪。
1.仪器介绍微波信号源：输出频率10.545GHz，波长2.84459cm，功率15mW，频率稳定度可达5×10-5，幅度稳定度：10-2。
这种微波源相当于光学实验中的单色光束。
发射器组件：缆腔换能器，谐振腔，隔离器，衰减器，喇叭天线及支架。
将电缆中的微波电流信号转换为空中的电磁场信号。
喇叭天线的增益大约是20分贝，波瓣的理论半功率点宽度大约为：H面20。
，E面16。
当发射喇叭口面的宽边与水平面平行时，发射信号电矢量的偏振方向是水平的。
接收器组件：喇叭天线，检波器，支架、放大器和电流表。
检波器将微波信号变为直流或低频信号。
放大器分三个档位，分别为×1倍档、×10倍档和×50倍档，可根据实验需要来调节放大器倍数，以得到合适的电流表读数。
中心平台：测试部件的载物台和角度计。
其他配件：反射板（金属板，2块），透射板（部分反射板，2块），偏振板，光缝屏（宽屏1块，窄屏1块），光缝夹持条，中心支架，移动支架（2个），塑料棱镜，棱镜座，模拟晶阵，晶阵座，聚苯乙烯丸，钢直尺（4根）。
四、实验原理及内容2.迈克尔逊干涉实验原理：迈克尔逊干涉仪将单波分裂成两列波，透射波经再次反射后和反射波叠加形成干涉条纹。
微波的布拉格衍射（范文4篇）
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《微波的布拉格衍射范文一》实验十、微波布拉格衍射实验目的1、了解与学习微波产生的基本原理以及传播和接收等基本特性。
2、观测模拟晶体的微波布拉格衍射现象。
实验仪器DHMS-1型微波光学综合实验仪一套，包括：三厘米微波信号源、固态微波震荡器、衰减器、隔离器、发射喇叭、接收喇叭、检波器、检波信号数显器、可旋转载物平台和支架，以及实验用附件（晶体模型、读数机构等）。
实验原理微波的产生微波波长从1m到0.1mm，其频率范围从300MHz～3000GHz，是无线电波中波长最短的电磁波。
微波波长介于一般无线电波与光波之间，因此微波有似光性，它不仅具有无线电波的性质，还具有光波的性质，即具有光的直射传播、反射、折射、衍射、干涉等现象。
由于微波的波长比光波的波长在量级上大10000倍左右，因此用微波进行波动实验将比光学方法更简便和直观。
本实验装置由微波三厘米固态信号电源、固态微波震荡器、衰减器、发射喇叭、载物平台、接收喇叭、检波器、液晶显示器等组成。
（选件：简单立方交替模型等）图1 1 调谐杆 2 谐振腔3输出孔 4 体效应管 5 偏压引线 6负载体效应振荡器经微波三厘米固态信号电源供电，使得体效应管内的载流子在半导体材料内运动，产生微波，经调谐杆调制到所要产生的频率。
产生的微波经过衰减器（可以调节输出功率）由发射喇叭向空间发射（发射信号电矢量的偏振方向垂直于水平面）。
微波碰到载物台上的选件，将在空间上重新分布。
接收喇叭通过短波导管与放在谐振腔中的检波二极管连接，可以检测微波在平面分布，检波二极管将微波转化为电信号，通过A/D转化，由液晶显示器显示。
模拟晶体的布拉格衍射实验布拉格衍射是用X射线研究微观晶体结构的一种方法。
因为X射线的波长与晶体的晶格常数同数量级，所以一般采用X射线研究微观晶体的结构。
微波成像原理实验报告
1. 理解微波成像的基本原理；2. 掌握微波成像实验系统的操作方法；3. 通过实验验证微波成像技术的可行性；4. 分析微波成像的特点及局限性。
二、实验原理微波成像技术是一种利用微波波段的电磁波对物体进行成像的技术。
与光学成像相比，微波成像具有穿透力强、受天气影响小、全天候成像等特点。
微波成像的原理主要包括以下几个方面：1. 微波发射：实验中，微波发生器产生特定频率的微波信号，经过放大、调制等处理后，由天线发射出去。
2. 微波传播：发射的微波信号在空间中传播，遇到物体时，部分微波被反射、吸收或散射。
3. 微波接收：接收天线接收到反射回来的微波信号，经过放大、解调等处理后，送入信号处理系统。
4. 成像处理：信号处理系统对接收到的微波信号进行处理，提取出物体信息，并形成图像。
三、实验仪器与设备1. 微波发生器：产生特定频率的微波信号；2. 天线：发射和接收微波信号；3. 放大器：放大微波信号；4. 调制器：对微波信号进行调制；5. 解调器：解调微波信号；6. 信号处理系统：对微波信号进行处理，形成图像；7. 实验台：放置实验仪器和设备。
1. 连接实验仪器，确保各部分连接正确；2. 打开微波发生器，设置所需频率的微波信号；3. 启动放大器、调制器、解调器等设备，确保信号正常传输；4. 将实验台放置在合适的位置，调整天线方向，使其对准待测物体；5. 接收反射回来的微波信号，并送入信号处理系统；6. 对接收到的信号进行处理，提取物体信息，形成图像；7. 分析图像，观察微波成像的特点及局限性。
五、实验结果与分析1. 成像效果：通过实验，成功获取了待测物体的微波成像。
从图像可以看出，微波成像具有较好的穿透力，能够清晰地显示出物体的形状和内部结构。
2. 成像特点：微波成像具有以下特点：（1）穿透力强：微波能够穿透一定厚度的物体，对内部结构进行成像；（2）全天候成像：微波成像不受天气、光照等外界条件的影响，具有全天候成像能力；（3）分辨率较高：微波成像的分辨率较高，能够清晰地显示出物体的细节。
微波偏振实验报告
篇一：电磁场与微波实验六报告——偏振实验偏振实验1. 实验原理平面电磁波是横波，它的电场强度矢量e和波长的传播方向垂直。
如果e在垂直于传播方向的平面内沿着一条固定的直线变化，这样的横电磁波称为线极化波，在光学中也称偏振波。
电磁场沿某一方向的能量有sin2 φ的关系，这就是光学中的马吕斯定律：i=i0cos2 φ，式中i0为初始偏振光的强度，i为偏振光的强度，φ是i与i0之间的夹角。
2. 实验步骤系统构建图由于喇叭天线传输的是由矩形波导发出的te10波，电场的方向为与喇叭口天线相垂直的系列直线，中间最强。
dh926b型微波分光仪的两喇叭天线口面互相平行，并与地面垂直，其轴与偏振实验线在一条直线上。
由于接收喇叭口天线是和一段旋转短波导连在一起的，在旋转波导的轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，所以接收喇叭天线的转角可从此处读到。
在主菜单页面点击“偏振实验”，单击“ok”进入“输入采集参数”界面。
本实验默认选取通道3作为光栅通道插座和数据采集仪的数据接口。
采集点数可根据提示选取。
顺时针或逆时针（但只能沿一个方向）匀速转动微波分光仪的接收喇叭，就可以得到转角与接收指示的一组数据。
终止采集过程后，按下“计算结果”按钮，系统软件将本实验根据实际采集过程处理得到的理论和实际参数。
注意事项：①为避免小平台的影响，最好将其取下。
②实验用到了接收喇叭天线上的光栅通道（光传感头），应将该通道与数据采集仪通道3用电缆线连接。
③转动接收喇叭天线时应注意不能使活动臂转动。
④由于轴承环处的螺丝是松的，读取电压值时应注意，接收喇叭天线可能会不自觉偏离原来角度。
最好每隔一定读数读取电压值时，将螺丝重新拧紧。
⑤接收喇叭天线后的圆盘有缺口，实验过程中应注意别将该缺口转动经过光栅通道，否则在该处软件将读取不到数据。
3. 实验结果从?90°到90°匀速转动微波分光仪的接收喇叭，采集到数据曲线如下：可以看出，几乎就是三角函数的形式，在0°的时候微波强度达到最大，在两侧减为0，现取45°时的光强为1.5，是最大光强的，按理论计算应当是cos2 45°=，误差仍然7231还是存在。
微波的光特性
微波的光特性微波技术是近代发展起来的一门新兴学科，在国防、通讯、工业、农业，以及材料科学中有着广泛应用。
随着社会向信息化、数字化的迈进，微波作为无线传输信息的技术手段，将发挥更为重要的作用。
特别在天体物理，射电天文、宇航通信等领域，具有别的方法和技术无法取代的特殊功能。
微波有“似光性”，用可见光、X光观察到的反射、干涉和衍射现象都可以用微波再现出来，对于微波的波长为0.01m量级的电磁波，用微波设备作波动实验要显得形象、直观，更容易理解，通过观测微波的反射干涉、衍射及偏振等现象，能加深理解微波和光都是电磁波，都具有波动这一共同性。
一、微波的特性及应用1．微波的特性什么是微波？微波是波长很短（也就是频率很高）的电磁波，一般把波长从1米到1毫米，频率在300—300000MHZ范围内的电磁波称作微波。
广义的微波包括波长从10米到10微米（频率从30MHZ到30THZ）的电磁波。
微波具有以下特点。
（1）波长短：它不同于一般的无线电波，因微波波长短到毫米,它具有类似光一样有直线传播性质。
（2）频率高：微波已成为一种电磁辐射，趋肤效应、辐射损耗相当严重。
所以在研究微波问题时要采用电磁场和电磁波的概念和方法。
不能采用集中参数元件。
需要采用分布参数元件，如波导、谐振腔、测量线等。
测量的量是驻波比，频率。
特性阻抗等。
（3）量子特性：在微波波段，电磁波每个量子的能量范围约为10-6～10-3eV。
许多原子和分子发射和吸收的电磁波能量正好处于微波波段内，人们正是利用这一特点研究分子和原子的结构，发展了微波波谱学、量子电子学等新兴学科，并研制了量子放大器、分子钟和原子钟。
（4）能穿透电离层：微波可以畅通无阻地穿过地球周围的电离层，是进行卫星通信，宇航通信和射电天文学研究的一种有效手段。
基于微波具有上述特点，微波作为一门独立学科得到人们的重视，获得迅速的发展。
2．微波的应用（1）雷达与通信微波的早期发展与雷达密切相关：利用微波直线传播的特性，可制成军用的如超远程预警雷达，相控阵雷达。
微波反射——精选推荐
微波反射
一、实验目的：
了解微波的反射特性
二、实验仪器：
微波信号源，发射器组件，接收器组件，中心平台，中心支架，反射板，钢直尺（1号、2号）。
三、实验原理：
微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性，都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
在光学实验中，可以用肉眼看到反射的光线。
本实验将通过电流表反映出折射的微波。
四、步骤：
1、将发射器安置在2号钢尺上，接收器安置在1号钢尺上，喇叭朝向一致（宽边水平）。
发射器和接收器距离中心平台约35cm。
打开信号源开始实验。
2、45度。
（入射波轴线与反射镜法线之间的夹角称为入射角）
3、装有接收器的可转动臂，使电流表读数最大，记录此时的反射角于表1中。
（接收器喇叭的轴线与反射镜法线之间的夹角称为反射角）
4、射角分别为20°，30°，40°，50°，60°，70°时测量对应的反射角，记录于表1中。
比较入射角和反射角之间的关系。
表1：
入射角度反射角度误差度数误差百分比
20°
30°
40°
45°
50°
60°
70°。
微波光学实验报告
微波光学实验报告微波光学实验报告引言：微波光学是研究微波在物质中的传播和相互作用的学科。
通过实验，我们可以深入了解微波在不同材料中的行为，探索微波的传播规律和相互作用机制。
本实验旨在通过一系列实验，探索微波在不同介质中的传播特性和衍射现象。
实验一：微波在不同介质中的传播特性我们首先进行了一项实验，研究微波在不同介质中的传播特性。
我们准备了几个不同介质的样品，包括空气、水和玻璃。
我们将微波源放置在一个固定的位置，然后在不同介质中测量微波的传播速度。
实验结果显示，在空气中，微波的传播速度最快；而在水和玻璃中，微波的传播速度较慢。
这说明微波在不同介质中的传播速度与介质的性质有关。
实验二：微波的衍射现象接下来，我们进行了微波的衍射实验。
我们使用了一块有孔的金属板作为衍射物，将微波源放置在一定距离外的位置，并在屏幕上观察到达的微波图案。
实验结果显示，当微波通过孔洞时，会发生衍射现象，形成一系列明暗相间的条纹。
这是因为微波在通过孔洞时会发生弯曲和扩散，导致波前的干涉和相消干涉。
通过观察衍射图案，我们可以了解微波的传播特性和波动性质。
实验三：微波与介质的相互作用最后，我们进行了微波与介质的相互作用实验。
我们选择了一块金属板和一块塑料板作为样品，将它们分别放置在微波源的前方，并测量微波通过样品后的强度变化。
实验结果显示，金属板会完全反射微波，导致后方几乎没有微波信号；而塑料板则会部分吸收微波，导致后方微波的强度减弱。
这表明微波与不同材料之间存在着不同的相互作用机制，这对于微波的应用具有重要意义。
结论：通过以上实验，我们深入了解了微波在不同介质中的传播特性和相互作用机制。
微波光学的研究对于无线通信、雷达技术等领域具有重要意义。
通过进一步的研究和实验，我们可以进一步探索微波的性质和应用，为相关领域的发展做出贡献。
总结：微波光学实验是研究微波在物质中传播和相互作用的重要手段。
通过实验，我们可以了解微波在不同介质中的传播特性、衍射现象和与介质的相互作用。
微波干涉与布拉格衍射实验目的
微波干涉与布拉格衍射实验目的微波干涉和布拉格衍射无线电波、光波、X光波等都是电磁波。
波长在1mm到1m范围的电磁波称为微波，其频率范围从300MHz～3000GHz，是无线电波中波长最短的电磁波。
微波波长介于一般无线电波与光波之间，因此微波有似光性，它不仅具有无线电波的性质，还具有光波的性质，即具有光的直线传播、反射、折射、衍射、干涉等现象。
由于微波的波长比光波的波长在量级上大10000倍左右，因此用微波进行波动实验将比光学方法更简便和直观。
本实验就是利用波长3cm左右的微波代替X射线对模拟晶体进行布拉格衍射，并用干涉法测量它的波长。
一、实验目的1. 了解与学习微波产生的基本原理以及传播和接收等基本特性；2. 观测微波干涉、衍射、偏振等实验现象；3. 观测模拟晶体的微波布拉格衍射现象；4. 通过迈克耳逊实验测量微波波长。
二、实验仪器DHMS-1型微波光学综合实验仪一套，包括：X波段微波信号源、微波发生器、发射喇叭、接收喇叭、微波检波器、检波信号数字显示器、可旋转载物平台和支架，以及实验用附件（反射板、分束板、单缝板、双缝板、晶体模型、读数机构等）。
图6-12-1 DHMS-1型微波光学综合实验仪三、实验原理1. 微波的产生和接收图 6-12-2 微波产生的原理框图实验使用的微波发生器是采用电调制方法实现的，优点是应用灵活，参数调配方便，适用于多种微波实验,其工作原理框图见图6-12-2。
微波发生器内部有一个电压可调控制的VCO，用于产生一个4.4GHz-5.2GHz的信号，它的输出频率可以随输入电压的不同作相应改变，经过滤波器后取二次谐波8.8GHz-9.8GHz，经过衰减器作适当的衰减后，再放大，经过隔离器后，通过探针输出至波导口，再通过E面天线发射出去。
接收部分采用检波/数显一体化设计。
由E 面喇叭天线接收微波信号，传给高灵敏度的检波管后转化为电信号，通过穿心电容送出检波电压，再通过A/D 转换，由液晶显示器显示微波相对强度。
完整微波基本参数测量实验报告
（完整）微波基本参数测量实验报告微波基本参数测量实验报告【引言】微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
微波成为一门技术科学，开始于20世纪30年代。
微波技术的形成以波导管的实际应用为其标志，若干形式的微波电子管(速调管、磁控管、行波管等)的发明，是另一标志。
在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。
因战争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测量等技术的研究和发展。
至今，微波技术已成为一门无论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深发展的学科。
【实验设计】一、实验原理1、微波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。
微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。
对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热，微波炉就是利用这一特点制成的，而对金属类东西，则会反射微波。
2、微波的似声似光性微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多。
使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。
因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小，使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。
由于微波波长与物体（实验室中无线设备）的尺寸有相同的量级，使得微波的特点又与声波相似，即所谓的似声性。
3、波导管波导管是一种空心的、内壁十分光洁的金属导管或内敷金属的管子。
微波分光仪实验文分析解析
微波分光仪摘要：微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。
能产生反射、折射、绕射、干涉、偏振以及能量传递等现象。
微波分光仪正是充分利用了微波的这一通性，模仿光学实验的基本方法，开展了几个极有意义的实验，以加深对微波及微波系统的理解。
关键词：微波 电磁波 波动 实验 微波系统 作者： 学号： 单位： 一、前言随着现代通信技术的迅猛发展，了解电磁波传播特性、现代射频电路及其器件的设计方法已经成为电子工程和通信工程领域的一个重要环节。
微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。
研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。
二、实验目的1.了解微波光学系统和微波的特性（反射、折射、偏振、干涉），学习微波器件的使用。
2.了解迈克尔逊干涉仪、法布里-贝罗干涉仪等工作原理，计算微波波长。
三、实验原理简介1.系统初步认识2.反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射。
本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。
3.驻波测量波长实验微波喇叭既能接收微波，同时它也会反射微波，因此发射器发射的微波在发射喇叭和接收喇叭之间来回反射，振幅逐渐减小。
当发射源距接收检波点之间的距离等于n λ/2时（n 为整数，λ为波长），经多次反射的微波与最初发射的波同相，此时信号振幅最大，电流表读数最大。
2λNd =∆，（d ∆表示发射器不动时接收器移动的距离，N 为出现接收到信号幅度最大值的次数）3.棱镜折射实验通常电磁波在某种均匀媒质中是以匀速直线传播的，在不同媒质中由于媒质的密度不同，其传播的速度也不同，速度与密度成反比。
所以，当它通过两种媒质的分界面时，传播方向就会改变，如下图所示，这称为波的折射。
它遵循折射定律（或称为斯涅耳定律）2211sin sin θθn n =4.偏振实验本信号源输出的电磁波经喇叭后电场矢量方向是与喇叭的宽边垂直的，相应磁场矢量是与喇叭的宽边平行的，垂直极化。
微波实验实验报告
微波实验实验报告微波实验实验报告引言：微波是一种电磁波，具有较高的频率和较短的波长。
在现代科技中，微波被广泛应用于通信、雷达、烹饪等领域。
本次实验旨在通过实际操作，探究微波的特性和应用。
一、实验目的本实验旨在通过实际操作，了解微波的特性和应用。
具体目标如下：1. 掌握微波的产生和传播原理；2. 研究微波在不同介质中的传播特性；3. 实践微波在烹饪中的应用。
二、实验器材和材料1. 微波发生器；2. 微波传输系统；3. 不同介质样品；4. 高频检波器；5. 微波炉。
三、实验步骤与结果1. 实验一：微波的产生和传播原理将微波发生器与微波传输系统连接，调节微波的频率和功率，观察微波在传输系统中的传播情况。
结果显示，微波在传输系统中呈直线传播，并且能够穿透一些非金属材料。
2. 实验二：微波在不同介质中的传播特性将不同介质样品分别放置在微波传输系统中，观察微波在不同介质中的传播情况。
实验结果显示，微波在不同介质中的传播速度和路径发生了变化。
在介质的界面处，微波会发生反射、折射等现象。
这些现象可以用光学中的折射定律和反射定律来解释。
3. 实验三：微波在烹饪中的应用将食物样品放置在微波炉中，设置适当的时间和功率，观察微波在烹饪中的应用效果。
实验结果显示，微波能够快速加热食物，并且能够均匀加热。
这是因为微波能够与食物中的水分子发生共振，使其产生热量。
四、实验讨论与分析1. 微波的产生和传播原理微波的产生和传播是基于电磁波的原理。
微波发生器通过电磁振荡产生微波，微波传输系统将微波传输到目标位置。
微波在传输系统中呈直线传播，这是因为微波具有较高的频率和较短的波长，能够穿透一些非金属材料。
2. 微波在不同介质中的传播特性微波在不同介质中的传播速度和路径会发生变化，这是因为介质的折射率不同。
当微波从一种介质传播到另一种介质时，会发生反射、折射等现象。
这些现象可以用光学中的折射定律和反射定律来解释。
3. 微波在烹饪中的应用微波在烹饪中的应用是基于微波与食物中的水分子发生共振的原理。
实验七微波技术解读
实验七微波的传输特性和基本测量微波通常是指波长为 1mm 至 1m ，即频率范围为 300GH Z至 300MHz 的电磁波。
其下端与无线电通讯的短波段相连接，上端与远红外光相邻近。
根据波长差异还可以将微波分为米波，分米波,厘米波和毫米波。
不同范围的电磁波既有其相同的特性，又有各自不同的特点。
下面对微波的特点作简要介绍。
1．微波波长很短，比建筑物、飞机、船舶等地球上一般物体的几何尺寸小得多，微波的衍射效应可以忽略，故，微波与几何光学中光的传输很接近，具有直线传播性质，利用该特点可制成方向性极强的天线、雷达等。
2．微波频率很高，其电磁振荡周期为 10-9—10-12秒，与电子管中电子在电极间渡越所经历的时间可以相比拟。
因此，普通的电子管已不能用作微波振荡器、放大器和检波器，必须采用微波电子管（速调管、磁控管、行波管等）来代替。
其次，微波传输线、微波元器件和微波测量设备的线度与微波波长有相近的数量级，因此，分立的电阻器、电容器、电感器等全不同的微波元器件。
3．微波段在研究方法上不象低频无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场。
以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。
4．许多原子、分子能级间跃迁辐射或吸收的电磁波的波长处在微波波段，利用这一特点研究原子、原子核和分子的结构，发展了微波波谱学、量子无线电物理等尖端学科，以及研究低嘈声的量子放大器和极为准确的原子、分子频率标准。
5．某些波段的微波能畅通无阻地穿过地球上空的电离层，因此微波为宇宙通讯、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。
由此可见，在微波波段，不论处理问题时所用的概念、方法，还是微波系统的原理结构，都与普通无线电不同。
微波实验是近代物理实验的重要实验之一。
微波技术的应用十分广泛，深入到国防军事（雷达、导弹、导航），国民经济（移动通讯、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老化），科学研究（射电天文学、微波波谱学、量子电子学、微波气象学），医疗卫生（肿瘤微波热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉）等各个领域。
微波光特性实验
微波光特性实验一、实验原理1、微波的反射如图1所示，一束微波从发射喇叭A 发出，射向金属板MN ，入射角为i ，由于微波的传播遵循反射定律，因此在反射方向的位置上，只有接收喇叭B 处在反射角i i ='时，接收到的微波强度最大，即反射角等于入射角。
2、 微波的单缝衍射 图1 微波的衍射原理与光波的衍射完全相同。
当一束微波入射到与波长可以比拟的狭缝时，它就要发生衍射现象如图2所示。
设微波 波长为λ，狭缝宽度为a ，衍射角为ϕ，当λϕk a ±=sin ， ,3,2,1=k 时，在狭缝后面出现衍射波强度的极小值。
当2)12(sin λϕ+±=k a ， ,2,1,0=k 时， 在狭缝后面出现衍射波强度的极大值。
（中间 图2 极大在0=k 处）3、微波的双缝干涉微波的传播遵守干涉规律，如图3所示，当一束波长为λ的微波垂直入射到金属板的两条狭缝上，则每条狭缝就是次波源。
由两缝发出的次波是相干波，因此在金属板后面的空间中，将产生干涉现象。
设狭缝宽度为a ，两缝间的距离为 b ，则由干涉原理可知，当λϕk b a ±=+sin )(， ,3,2,1=k 时，干涉加强； 图3 当2)12(sin )(λϕ+=+k b a ， ,2,1,0=k 时， M N干涉减弱。
4、微波的迈克尔逊干涉如图4所示，在微波前进的方向上放置成450的半透射板MN ，由于A 、B 处全反射的图4作用，两列波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，振动方向一致的两列波。
如果这两列波的相位差为π2的整数倍，则干涉加强；当相位差为π的奇数倍，则干涉减弱。
假设入射的微波波长为λ，经A 、B 反射后到达接收喇叭的波程差为δ， 当λδk =， 2,1,0±±=k 时，连在接收喇叭上的指示器有极大示数； 当2)12(λδ+=k ， 2,1,0±±=k 时，连在接收喇叭上的指示器有极小示数；当A 不动，将反射板B 移动距离L ，则两列波到达接收喇叭的波程差为L 2=δ，假设从某一级极大开始记数，测n 出个极大值，则由λn L =2得到nL 2=λ，即可测出微波的波长。
微波光学实验
2. 微波的单缝衍射实验
当微波入射到宽度和其波长可 比拟的一个狭缝时， 会发生如光波 一般的衍射现象。 在狭缝后面的衍 射屏上出现衍射波强度并不均匀， 中央最强且最宽， 从中央向两边微 波衍射强度迅速减小。 由于与光的 单缝衍射一样，这里给出实验光路 图 2.1
图如图 2.1 所示，与狭缝 E 垂直的衍射光速汇聚于屏上 P0 处，是中央明纹的中 心，光强最大，设为 I 0 ，与光轴方向成 角的衍射光束汇聚于 Pk 处，Pk 的光强 由计算可得
（1） 射到反射板上的波都反射了吗？不同的入射角是反射信号是不是一样的？
（2）读数达到最大时的角度我们认为是反射角。但是你能解释为什么有些波反 射到不同的角度吗？
2.微波的单缝衍射 （1）调整单缝衍射板的缝宽，安装该板到支座上，使单缝衍射板和发射喇叭保
持垂直。 （2） 在衍射角 0 度的两侧， 每改变 2 度读取一次液晶显示器读数， 并记录下来。 （3）根据记录数据，画出单缝衍射强度与衍射角度的关系曲线。 思考题
度的最小值，此时衍射角 满足
sin k k 1,2,3
（2.3）
③次极大的位置。除了主极大之外，两相邻暗纹之间都有一个次极大（中央条纹 以外的明纹） ，通过计算 tan ，可得各级次极大对应的衍射角 为
arcsin
2k 1 k ＝1， 2， 3
Ik I0
sin 2
2
=
sin
sin 2
（2.1）
2 式中 为单缝的宽度， 是微波的波长。式中
叫做单缝衍射因子，表征衍
射场内任一点微波相对强度的大小。 衍射图样中光强的极大值和极小值的位置，一定满足对式子（2.1）求一阶倒 数为零的那些点，即
光学实验报告
光学实验报告篇一：微波光学实验实验报告近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间： XX 年 11 月 23 日，第十三周，周一，第 5-8 节实验者：班级材料0705学号 XX67025 姓名童凌炜同组者：班级材料0705学号 XX67007 姓名车宏龙实验地点：综合楼 503实验条件：室内温度℃，相对湿度 %，室内气压实验题目：微波光学实验实验仪器：（注明规格和型号）微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板实验目的：1. 了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验.2. 验证反射规律3. 利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长4. 测量并验证单缝衍射的规律5. 利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数实验原理简述： 1. 反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。
2. 迈克尔孙干涉实验在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。
3. 单缝衍射实验如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为Φ=arcsin(3/2*λ/a),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。
4. 微波布拉格衍射实验当X射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X射线之间的光程差为CD+BD=2dsinθ,当满足2dsinθ=Kλ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X射线波长.利用此公式,可在d已测时,测定晶面间距;也可在d已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在实验步骤简述： 1. 反射实验1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置.1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上,1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度.1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录.2. 迈克尔孙干涉实验2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜.2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置.2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,n()?L,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值.3. 单缝衍射实验3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直,3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.λ2由于本实验的单缝衍射版的最小值,衍射角度不能过大,同时考虑到第一级衍射极大值的强度比中央极大值的强度弱很多,隐刺将本实验分成两段,第一段从-30°~30°,第二段从30°~50°.3.3 画出两段的I-φ试验曲线图,根据微波波长和缝宽,算出第一级极小和一级极大的衍射角与曲线上求得的结果进行比较4. 微波布拉格衍射实验4.1 用微波代替X射线验证布拉格公式,必须制作一个模拟晶体,使晶格常熟略大于微波波长.模拟晶体是由直径10mm的金属球做成的立方晶体模型,相邻球距为40mm,这些金属球就相当于晶体点阵中的粒子,实验时,将模拟晶体放在分度小平台上.4.2 首先令分度小平台指示在0°位置,这样晶体(100)面与发射臂平行,固定臂指针指示的是入射角;活动臂指针指示的是经晶体(100)面反射的微波的反射角.4.3 转动分度小平台,改变微波的掠射角,掠射角的测量范围15°~35°,45°~60°,保证散射角与掠射角相等,分度小平台每次转动1°,读取接收检波电流I值,再绘出I-θ曲线图.从实验曲线上求出极大值θ角大小,然后与理论公式计算出来的衍射角相比较(取K=1,d=40mm,λ=32.02mm),计算其偏离程度,并分析其原因原始数据、数据处理及误差计算：从上面的实验数据看出，微波的入射角θin和反射角θout在误差允许的范围内可认为是相等的，少数的偏差可能是由于微波易受外界干扰所致。
近代物理实验试题
近物实验面试考题试题真空镀膜1．真空镀膜原理；2．加热烘烤基片对膜的质量有什么影响3．基片性能、蒸发速度、蒸发时的真空度以及蒸发源与基片之间的距离等因素对膜的质量有什么影响4．轰击的物理作用5．真空镀膜的实验操作过程霍尔效应1.什么是霍尔效应；2.若导体中同时有两种极性的载流子参与导电，其综合霍耳系数比单一载流子导电的霍耳系数是增大还是减小，为什么3.如何分离霍尔效应与其它效应4.霍耳系数误差因子的说明5.实际测量与理论相差的原因红外分光测量1．产生红外吸收的条件是什么是否所有的分子振动都会产生红外吸收铺为什么2．以亚甲基为例说明分子的基本振动形式。
3．何谓基团频率它有什么重要性及用途4．红外光谱定性分析的基本依据是什么简述红外定性分析的过程。
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8．突然停电或者结束机械泵的工作时，必须要做什么10.操作高真空的测量。
二. 汽液两相制冷机1．F12冷凝器中发生的物理过程2．F12蒸发器中发生的物理过程3．环境温度对制冷机的影响4．制冷剂用量对制冷效果的影响5．工质的命名与定义6．在什么情况下，压缩机吸气管会结霜7．升温曲线可说明那些问题8．制冷机的构成及其工作原理9．循环制冷在压焓图能说明些什么10.在实际应用中，制冷剂多或者缺少时如何解决近物实验试题（ X衍射）1. 实验室里产生x-ray的必要条件是什么2. x-ray谱包含哪两种谱线3. Cukα1的波长是1.54056A,它与所加电压大小有无关系为什么4. 晶体与非晶体的本质区别是什么5. 在三维坐标中画出（221）晶面的示意图。
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微波的光学特性实验
2014级光电信息科学与工程李盼园
摘要
微波是一种特定波段的电磁波，其波长范围为1mm~1m。
它存在明显的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
本实验主要对微波的单缝衍射、双缝干涉及布拉格衍射现象进行验证讨论。
关键词
微波、布拉格衍射、光学特性。
实验目的
1.了解微波的原理及实验装置
2.认识微波的光学特性及测量方法
3.明确布拉格公式的解释以及用微波实验系统验证该公式。
实验原理
微波是一种特定波段的电磁波，其波长范围为1mm~1m。
它存在反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象。
但因为它的波长、频率和能量具有特殊的量值，所以它所表现出的这些性质也具有特殊性。
用微波来仿真晶格衍射，发生明显衍射效应的晶格可以放大到宏观尺度（厘米量级），因此要微波进行波动实验比光学实验更直观，安全。
１.微波的单缝衍射λ
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。
缝后出现的衍射波强度并不是均匀的，中央最强，同时也最宽。
在中央两侧的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a *sin 1λ
ϕ-=，其中是λ波长，a 是狭缝宽度。
随着衍射角增大，衍射波强度又逐渐增大，直至出现一级极大值，角度为：)43.1(sin 1a λ
ϕ-= 。
如图２－１。
图２－１
２.微波的双缝干涉 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。
当然，光通过每个缝也有衍射现象。
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，实验中令缝宽a 接近λ。
干涉加强的角度为)*(sin 1b a K +=-λ
ϕ，其中K=1，2，...，干涉减弱角度为：。