上海交通大学电磁场与波实验报告

《上海交通大学电磁场与波实验报告》是一份详细的实验报告，旨在通过具体操作和理论学习，深入理解电磁场与电磁波的基本概念。该实验由龙沪强老师指导，主要涉及了“场与波”动态演示软件的应用，以及一系列与电磁波相关的实验内容。 实验的核心在于理解和应用均匀平面波的传播特性。在无耗媒质中，均匀平面波能无阻碍地传播，而在有耗媒质中，能量会因介质损耗而逐渐减少。此外，还研究了均匀平面波垂直入射到理想导体表面和不同理想电介质表面的情况，这涉及到反射、折射和吸收等基本电磁现象。平面波是一种理想化的电磁波模型，虽然实际中并不存在，但在远离波源的远场区，球面波可近似为平面波。 极化是电磁波的另一个重要概念，它描述了电磁场矢量随时间变化的轨迹。实验中提到了线极化、圆极化和椭圆极化三种常见类型。通过动态软件，学生能够直观地观察到不同类型的极化模式。 场结构的简易画法是将电磁波的场矢量结构进行可视化表示，帮助理解电磁场的空间分布。偶极子是电学中的基础构造，包括电偶极子（由相距一定距离的等量异号电荷组成）和磁偶极子（如小型载流回路）。这些基本元素在电磁波的产生和传播中扮演着关键角色。 史密斯圆图是解决传输线问题的工具，通过阻抗圆图或导纳圆图，可以简便地分析和计算电路的特性。在实验报告中，学生通过实际操作加深了对这一理论工具的理解。 实验还包括了电磁波的单缝衍射和双缝干涉。在单缝衍射中，通过对实验数据的记录和处理，学生了解到衍射条纹出现的原因以及狭缝宽度与衍射峰位置之间的关系。在双缝干涉实验中，观察到了来自两个相干波源的中央衍射波干涉现象，理解了缝宽对干涉效果的影响。 实验报告中的思考题进一步强化了理论与实践的结合，讨论了衍射和干涉的区别，强调了它们在实验条件下的侧重点不同。 这份实验报告提供了丰富的电磁场与波的知识点，包括平面波传播、极化、场结构、偶极子概念、史密斯圆图的应用以及衍射和干涉现象的探究，全面提升了学生对电磁学理论的实际应用能力。