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实验原理

微波是指频率为300MHz-3000GHz的电磁波。虽然微波的产生、传输和接收与长波长的广播、电视的无线电波有许多不同，与波长极短的光电磁波也迥然而异。但是，电磁波的衍射、干涉和偏振等波动特性在微波实验中同样可以清楚地观察到，这对我们了解微波的电磁波的性质是很有帮助的。微波的波长比光波的波长在数量级上大1000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。

仪器概述

本实验装置正是利用微波的产生、传输和接收，配合分光计结构以及一些附件来进行微波波动特性的研究。从信号源发出的微波，经过中心平台上的单/双缝，偏振板等结构后，出现衍射、干涉和偏振等现象，再由接收器接收信号记录，验证微波的波动特性。

仪器特点

• 丰富的附件，基本可覆盖电磁波波动特性实验。

• 采用分离组合模式，易于组装拆解。所有组件设计新颖、精致、美观。便于学生设计实验方案，并自行组装。

• 平台设计有专用的角度测量同步装置，用于升级为数字化实验时，配合无线转动传感器使用，可简单快捷地装卸传感器。

• 信号输出端设计有专用的8-pin模拟电压数据采集端口，用于升级为数字化实验时，配合无线电压传感器使用。

• 成熟方案支持数字化实验扩展。无需计算机，利用所配的手机APP软件可实现无线自动数据采集与处理，实现无线化数字实时采集与实时分析。

• 可扩展加载无线电压传感器。

• 可扩展加载无线转动传感器。

• 采用cm级别的微波，使实验内容由微观结构提升到大尺度，可简单的进行实验的观察与分析。

• 仪器微波功率小，对学生辐射较小，保证安全。

实验内容

实验1：学习微波的反射现象，加深对波动理论的理解。

实验2：学习微波的单缝衍射现象。

实验3：了解微波的干涉特性，并计算微波波长。

实验4：了解微波的驻波现象，并利用驻波来测量微波的波长。

实验5：了解微波的折射现象，计算指定材料的折射率。

实验6：观察及了解微波经喇叭极化后的偏振现象。

实验7：了解劳埃德镜原理，并用劳埃德镜测微波波长。

实验8：了解法布里-珀罗干涉原理，并计算微波波长。

实验9：了解迈克尔逊干涉工作原理，并计算微波波长。

实验10：了解微波的偏振特性，并找到布儒斯特角。

实验11：了解布拉格衍射实验原理，利用微波在模拟晶体上的衍射验证布拉格公式并测量立方晶阵晶面间距。

实验12：了解微波在纤维中的传播特性。

典型数据

接收电压与位置的关系

在偏振板不同夹角下，测得的各个角度上的接收信号

双缝干涉电压与转角的关系

布拉格衍射中电压与转角的关系

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