北邮电磁场与微波测量实验报告实验五极化实验
北邮电磁场与微波测量实验报告
实验五极化实验
学院：电子工程学院
班号：2011211204
组员：
执笔人：
学号：**********
一、实验目的
1．培养综合性设计电磁波实验方案的能力 2．验证电磁波的马吕斯定理
二、实验设备
S426型分光仪
三、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，这样的横电磁波叫线极化波。

在光学中也叫偏振波。

偏振波电磁场沿某一方向的能量有一定关系。

这就是光学中的马吕斯定律：
2
0cos I I θ
=
式中I 为偏振波的强度，θ为I 与I0间的夹角。

DH926B 型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，所以接收喇叭的转角可以从此处读到。

四、实验步骤
1．设计利用S426型分光仪验证电磁波马吕斯定律的方案；
根据实验原理，可得设计方案：将S426型分光仪两喇叭口面互相平行，并与地面垂直，其轴线在一条直线上，由于接收喇叭是和一段旋转短波导连在一起的；在该轴承环的90度范围内，每隔5度有一刻度，接收喇叭课程从此处读取θ（以10度为步长），继而进行验证。

2．根据设计的方案，布置仪器，验证电磁波的马吕斯定律。

实验仪器布置
通过调节，使A1取一较大值，方便实验进行。

然后，再利用前面推导出的θ，将仪器按下图布置。

A1
五、实验数据
I（uA ）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ°
理论值90 87.3 79.5 67.5 52.8 37.2 22.5 10.5 2.7 0
实验值90 88 82 69 54 37 20 8 2 0.2 相对误差% 0 0.8 0.6 2.2 2.3 0.5 11.1 14.3 25.9 -
1、数据分析：
由数据可看出，实验值跟理论值是接近的，相对误差基本都很小，在误差允许
范围内，所以可以认为马吕斯定律得到了验证。

2、误差分析：
实验中可能存在仪器仪表误差，人为误差以及各组互相影响造成的误差等。

但
是角度比较大的时候，相对误差都比较小，也比较精准。

角度比较小的时候，
由于理论值较小，相对误差会大一点，但是从整体趋势来看，结果也是合理的。

所以不影响我们对马吕斯定律进行验证。

六、思考题
1、垂直极化波是否能够发生折射？为什么？给出推导过程。

答：不能。

垂直极化波入射在两种媒质的分界面上，反射系数和折射系数分别为：
对于一般媒质
，
21μμ= ，可以证明，垂直极化波无论是从光疏媒
质射入光密媒质，还是从光密媒质射入光疏媒质，总有，
，所以不可能发生全反射。

沿任意方向极化的平面电磁波，以P θθ=1入
射到两种媒质的分界面上时反射波中只有垂直极化波分量，利用这种方法可以产生垂直极化波。

2、本实验，水平极化和垂直极化可以调节吗?平行极化波如何调节出来，自行设计实验方案,如何验证全折射的原理？
答：可以调节。

如果喇叭天线窄边平行于地面，则称水平极化，如果喇叭天线宽边垂直于地面，则称垂直极化。

验证电磁波全折射原理的实验方案：
首先根据以下推导，求出θ。

（相关系数可查书） 极化波反射系数
七、实验总结
这次实验主要是使用S426型分光仪根据线极化波的相关概念验证电磁波的马吕斯定律。

此次实验较为简单，数据也较少，很容易记录。

由于是第二次实验，我们对S426型分光仪也已经比较熟悉了，所以只要明白实验原理还是很容易操作的。

这时也可以显示出课前预习的重要性，可以使实验时事半功倍。