Проведение эксперимента
Собрать электрическую цепь по схеме рис.8.
Определить места пучностей тока, перемещая индикатор (рис. 6) вдоль линии так, чтобы плоскость витка прибора была параллельна плоскости линии и находилась от нее на расстоянии нескольких сантиметров. Положения индикатора, в которых электроизмерительный прибор показывает максимальное значение, зафиксировать бумажными флажками.
Рис. 8. Схема электрической цепи лабораторной установки
Измерить последовательно расстояния между двумя соседними пучностями тока и найти их среднее значение:
.
Здесь
– число зафиксированных пучностей
тока. Расстояние между соседними
пучностями равно половине волны
.
Следовательно,
.
С помощью индикатора напряжения определить места пучностей напряжения (узлов тока), перемещая его таким образом, чтобы проводящая часть прибора скользила вдоль линии, контактируя с обоими проводами. На место нахождения амплитуд напряжения укажет ярко вспыхивающая лампа. Отметить эти положения индикатора.
Произвести измерения, аналогично п.3, найти среднее расстояние между двумя соседними максимумами напряжения
и вычислить длину волны по формуле:
,
т.к. расстояние
также равно половине длины волны.Повторить п. 2 – 5 еще не менее двух раз для нахождения средних значений
и
.Окончательно определить длину электромагнитной волны как среднее между длиной волны, определенной по пучностям тока (узлам напряжения), и длиной волны, определенной по пучностям напряжения (узлам тока).
Полагая, что частота УВЧ – генератора
Гц, рассчитать скорость распространения
электромагнитных волн по формуле:
.
Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
Таблица экспериментальных значений.
№ пучн. |
Максимум тока |
Максимум напряжения |
,м |
,м/с |
||||||||
|
|
… |
|
|
|
|
… |
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ср. |
|
|
|
|
||||||||
Произвести статистическую обработку экспериментальных данных.
Выполнить оценку инструментальной погрешности.
Контрольные вопросы
Сформулируйте уравнения Максвелла для электромагнитного поля в векторной форме.
Сформулируйте уравнения Максвелла для электромагнитного поля в координатной форме.
Как выглядят волновые уравнения для электромагнитной волны?
Как взаимосвязаны силовые векторы, характеризующие электрическое поле, магнитное поле?
Гармонические колебания и их основные характеристики.
Стоячие электромагнитные волны и условия их наблюдения.
Основные характеристики стоячей волны.
Поясните полученные экспериментальные результаты.