1、電磁場(chǎng)與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二單縫衍射實(shí)驗(yàn)題目：電磁場(chǎng)與微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)學(xué)院：電子工程學(xué)院班級(jí)：XX撰寫人：XX組內(nèi)成員：XXXX一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针姶挪ǖ膯慰p衍射時(shí)衍射角對(duì)衍射波強(qiáng)度的影響。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容電磁波單縫衍射現(xiàn)象。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、S426型分光儀：用于驗(yàn)證平面波的傳播特點(diǎn)，包括不同媒質(zhì)分界面時(shí)發(fā)生的反射和折 射等諸多問題。分光儀的部分組件名稱和簡(jiǎn)要介紹如下：序號(hào)名稱功能及介紹1分度轉(zhuǎn)臺(tái)將接收天線、反射板旋轉(zhuǎn) 定角度并讀出刻度值2喇叭天線用于產(chǎn)生和接收垂直極化波3可變衰減器改變微波信號(hào)幅度大小，避免反射4單縫板縫隙寬度可調(diào)5晶體檢波器將波導(dǎo)中的電場(chǎng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為同軸線中的電流6讀數(shù)機(jī)構(gòu)一個(gè)電流表

2、，用于顯示同軸線中的電流值大小7支座、支架儀器的基本組成部分2、DH1121B型三厘米固態(tài)信號(hào)源該信號(hào)源是一種使用體效應(yīng)管做震蕩源的微波信號(hào)源， 由振蕩器、隔 離器和主機(jī)組成。三厘米固態(tài)振蕩器發(fā)出的信號(hào)具有單一的波長(zhǎng) （出 廠時(shí)信號(hào)調(diào)在入二上），當(dāng)發(fā)射喇叭口面的寬邊與水平面平行時(shí)， 發(fā)射 信號(hào)電矢量的偏振方向是垂直的?？勺兯p器用來改變微波信號(hào)幅度 的大小，衰減器的度盤指示越大，對(duì)微波信號(hào)的衰減也越大。晶體檢 波器可將微波信號(hào)變成直流信號(hào)或低頻信號(hào) （當(dāng)微波信號(hào)幅度用低頻 信號(hào)調(diào)制時(shí)）。四、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)一平面波入射到一寬度和波長(zhǎng)可比擬的狹縫時(shí)，就要發(fā)生衍射 的現(xiàn)象。在縫后面出現(xiàn)的衍射波強(qiáng)度并不是

3、均勻的，中央最強(qiáng)，同時(shí) 也最寬。在中央的兩側(cè)衍射波強(qiáng)度迅速減小， 直至出現(xiàn)衍射波強(qiáng)度的 最小值，即一級(jí)極小，此時(shí)衍射角為0二£i門一，其中入是波長(zhǎng)， 是狹縫寬度。兩者取同一長(zhǎng)度單位，然后，隨著衍射角增大，衍射 波強(qiáng)度又逐漸增大，直至出現(xiàn)一級(jí)極大值，角度為： 0 二 sin - H）。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、連接好儀器，調(diào)整衍射板縫寬至 70mm將該板固定在支座上，板 平面和工作平臺(tái)的90刻度線一致；2、 轉(zhuǎn)動(dòng)小平臺(tái)使固定臂的指針指向小平臺(tái)的180刻度處，此時(shí)小平 臺(tái)的0刻度就是狹縫平面的法線方向；3、打開三厘米固態(tài)信號(hào)源，電流表偏轉(zhuǎn)一定角度，調(diào)節(jié)信號(hào)電平使 表頭指示接近滿度；4、記錄下0度時(shí)

4、電流表刻度，從可動(dòng)臂向小圓盤方向看去，每向左 旋轉(zhuǎn)2度，記下一組刻度值，直到角度達(dá)到 52度；5、將可動(dòng)臂旋轉(zhuǎn)回0度，記下電流表數(shù)值，接下來每向右旋轉(zhuǎn) 2度,記下一組數(shù)值，由于旋轉(zhuǎn)空間有限，我們?nèi)〉搅?4度；6、保持輸出信號(hào)不變，調(diào)整衍射板縫寬至 50mm重復(fù)上述步驟，記 錄多組數(shù)據(jù)；7、保持輸出信號(hào)不變，調(diào)整衍射板縫寬至 20mm重復(fù)上述步驟，記 錄多組數(shù)據(jù)；8根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制出單縫衍射強(qiáng)度與衍射角的關(guān)系曲線，計(jì)算一 級(jí)極小和一級(jí)極大的衍射角理論值，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、理論計(jì)算：一級(jí)極小值為忙-一 .，一級(jí)極大值為H 7 I r ，所 以： 當(dāng)口 =70mm 入=

5、32mn時(shí)，3i=,e 1=； 當(dāng)口 =50mm 入=32mn時(shí)，IZ>2=,e 2=；當(dāng)0 =20mm入=32mm時(shí)，令 1，無實(shí)際意義，所以不存在一級(jí) 極大值和一級(jí)極小值。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：縫寬左側(cè)衍射強(qiáng)度右側(cè)衍射強(qiáng)度角度70mm50mm20mm70mm50mm20mm010055141005514298551310057164965515965720690572086511888055207440101064491561315125639105130614503284432816443110423511183027123834142014221024241022414881022428

6、425026252280653016932141034218362043822240067420416444118461101248122350590522823、衍射曲線為： a =70mm入=32mn!勺衍射曲線:20002468 10 U 14 16 13 20 22 24 26 朋 30 32 M 36 北 4Q A2 44 腸耶同畀祈射用度左刪衍射強(qiáng)度右他衍射強(qiáng)展a=50mm入=32mm勺衍射曲線:10 12 14 16 la 20 2Z 24 26 23 30 32 34 35 北啊 42 軸舫盟 50 52 祈射角度左刪衍射強(qiáng)度右創(chuàng)衍射強(qiáng)段a =20mm入=32mn!勺衍射曲線:

7、8 10 11 14 15 1S 20 22 24 26 25 30 32 34 36 3fl 0< 42 44 46 陰 50 52祈射莆度左他衍射強(qiáng)度右測(cè)衍射強(qiáng)展由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線可得： 當(dāng)a =70mm入=32mr時(shí)，左側(cè)一級(jí)極小值28，一級(jí)極大值為48 ,右側(cè)未測(cè)得一級(jí)極大值和一級(jí)極小值； 當(dāng)a =50mm入=32mr時(shí)，左側(cè)一級(jí)極小值36，一級(jí)極大值為40，右側(cè)未測(cè)得一級(jí)極大值和一級(jí)極小值;，一級(jí)極大值為32 當(dāng)=20mm入=32mr時(shí)，左側(cè)一級(jí)極小值26右側(cè)一級(jí)極小值10"，級(jí)極大值為184、實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析：當(dāng) a =70mm 入=32mnS寸：衍射角度一

8、級(jí)極小值一級(jí)極大值理論值<5實(shí)驗(yàn)測(cè)量值28°48°由上表可知，當(dāng)a =70mm入=32mm時(shí)實(shí)驗(yàn)的理論值與測(cè)量值十分接 近，誤差較小，可以驗(yàn)證單縫衍射定理。 當(dāng) a =50mm 入=32mnS寸：衍射角度一級(jí)極小值一級(jí)極大值理論值073, T實(shí)驗(yàn)測(cè)量值3640由上表可知，當(dāng)a =50mm入=32mm時(shí)一級(jí)極小值的理論值與測(cè)量值 十分接近，誤差較小。但是一級(jí)極大值的理論值為"，數(shù)值較大，超 出了此次試驗(yàn)的測(cè)量范圍，未得到理論值附近的測(cè)量結(jié)果；實(shí)際測(cè)量 結(jié)果中顯示極大值是 40“，該值是由于外界干擾引起的衍射曲線的 一個(gè)小波動(dòng)，不能作為一級(jí)極大值使用，所以不能驗(yàn)證單縫衍射定理 一級(jí)極大值的求解方法是否成立。 當(dāng) o =20mm 入=32mn8寸：衍射角度理論值左側(cè)右側(cè)一級(jí)極小值無262一級(jí)極大值無3218當(dāng)口 =20mnS寸，口 入=32mm對(duì)于公式無實(shí)際意義，所以不能根據(jù) 單縫衍射定理求得一級(jí)極小值與極大值， 在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為不能成功產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。由衍射曲線得到的極值是無規(guī)律上下波動(dòng)的結(jié)果，無法得出一級(jí)極大和一級(jí)極小對(duì)應(yīng)的衍射角度。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：發(fā)生衍射現(xiàn)象時(shí)，在一定精度范圍內(nèi)，單縫衍射定理成立。七、