1、1二、實驗原理二、實驗原理實驗二實驗二 電磁波空間傳播特性研究電磁波空間傳播特性研究 一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?、學習了解電磁波的空間傳播特性。、學習了解電磁波的空間傳播特性。2、通過對電磁波波長、波幅、波節(jié)、駐波的測量加深、通過對電磁波波長、波幅、波節(jié)、駐波的測量加深對電磁波的了解。對電磁波的了解。 變化的電場和磁場在空間的傳播形成電磁波。幾列電磁波同時變化的電場和磁場在空間的傳播形成電磁波。幾列電磁波同時在同一媒質(zhì)中傳播時可保持各自的特點（波長、波幅、頻率、傳播在同一媒質(zhì)中傳播時可保持各自的特點（波長、波幅、頻率、傳播方向等）。在幾列波相遇的區(qū)域，任一點的振動為各個波單獨在該方向等）。在幾

2、列波相遇的區(qū)域，任一點的振動為各個波單獨在該點產(chǎn)生的振動的合成。點產(chǎn)生的振動的合成。 當兩個頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的電磁波在當兩個頻率相同、振動方向相同、相位差恒定的電磁波在空間疊加時會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，即有些點振動始終加強，而有空間疊加時會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，即有些點振動始終加強，而有些點振動始終減弱或完全抵消。些點振動始終減弱或完全抵消。2對理想導(dǎo)體平面的垂直入射對理想導(dǎo)體平面的垂直入射je( , )cos()zximximEz tEtziiEeEe入射波入射波反射波反射波jezxrmErEe 電磁波不能穿入理想導(dǎo)體，電磁波不能穿入理想導(dǎo)體，到達分界面時將被反射回來。到達分界面時將被反射

3、回來。1 1區(qū)的合成電磁場區(qū)的合成電磁場由邊界條件由邊界條件00txzEE（2 2區(qū)電場為零）區(qū)電場為零）得得jj0ee0zzximxrmzrmimEEEEeejjeezzximxrmEEirEEEeejjee2jsineezzximximEEzxiEiHrErH入入反反媒質(zhì)媒質(zhì)1 1媒質(zhì)媒質(zhì)2 22y 均勻平面波垂直入射到理均勻平面波垂直入射到理 想導(dǎo)體平面上想導(dǎo)體平面上z01波的干涉波的干涉-駐波駐波31 1區(qū)合成電磁場的區(qū)合成電磁場的瞬時表示瞬時表示j,ReeRe2jsin2sinsinEEeetj tximximz tEz eEzt合成電磁場的合成電磁場的相位僅與時間有關(guān)，相位僅與時間

4、有關(guān)，即空間各點相位相同。即空間各點相位相同。相位：相位：合成電磁場的振幅隨合成電磁場的振幅隨z z按正旋規(guī)律變化，即按正旋規(guī)律變化，即振幅：振幅： 2sinEimzEz最大值為最大值為 ，最小值為，最小值為0 0。2imE4zEx0232對任意時刻對任意時刻t 在在 電場皆為零（波節(jié)）電場皆為零（波節(jié)）, ,磁場磁場為最大（波腹）。為最大（波腹）。 0,1,2,.2znorznn 0t4t2t32t34tt54t74t2t 對任意時刻對任意時刻t 在在 磁場皆為零（波磁場皆為零（波節(jié)），電場最大（波腹）。節(jié)），電場最大（波腹）。 21210,1,2,.24znorznn兩個兩個傳播方向相反的

5、行波傳播方向相反的行波合成的結(jié)果形成合成的結(jié)果形成駐波駐波。在給定時刻在給定時刻t 電場和磁場電場和磁場隨距離作正弦變化隨距離作正弦變化。Hy43454z0合成波的性質(zhì)合成波的性質(zhì),2sinsinEeximz tEzt可見可見駐波不能傳播能量駐波不能傳播能量，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。可見可見駐波不能傳播能量駐波不能傳播能量，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。可見可見駐波不能傳播能量駐波不能傳播能量，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。，只存在電場能量和磁場能量的相互交換。5zEx0232L2 L反射板移動的距離反射板移動的距離:L2,42LL 6反射板移動的距離反射板移動的距離2,42LL :L注意：感應(yīng)器的位置應(yīng)在注意：感應(yīng)器的位置應(yīng)在10-15cm10-15cm以外，以免燒壞感應(yīng)燈！以外，以免燒壞感應(yīng)燈！vf:v電磁波在真空中的傳播速度電磁波在真空中的傳播速度次數(shù)次數(shù)感應(yīng)器位置感應(yīng)器位置（cm） 波節(jié)波節(jié)1 （腹）（腹）（cm） 波節(jié)波節(jié)2 （腹）（腹）（cm） 波