《电磁场理论》实验课（二）PPT.pptVIP

《电磁场理论》 实验课（二） 第*页 * 北航仪器光电学院 《电磁场理论》课程组 《电磁场理论》 第6章 均匀平面波的反射与透射 北航仪器光电学院 《电磁场理论》课程组 * 第*页 《电磁场理论》实验课(二) 北航仪器光电学院光电工程系 林志立 Email: zllin@buaa.edu.cn 2011-12-15 实验课（二）目的 实验课（二）为关于自由空间和有界空间电磁波问题的计算和图形演示的综合实验，涵盖了自由和有界空间电磁波问题的基本理论和计算公式，以加深对电磁波在自由和有界空间传播的电磁特性的理解和掌握为目的。 借助专业数学软件Mathematica对电磁学问题进行编程求解和形象化图形展示, 综合培养学生应用数学软件进行科学计算和形象化演示的能力和意识。 实验课（二）安排 实验形式：上机编程，三人一组;（17个机位） 实验地点：仪器光电学院教学实验中心（新主楼B628)； 实验时间：由于机位有限，将分四批进行。 下周三（12月21号）上午第1，2节 －》11和12班； 下周三（12月21号）上午第3，4节 －》31和补做的同学； 下周三（12月21号）晚上 7:00 －》21和41班； 下周五（12月23号）晚上 7:00 －》22和32班； 若有变化的话，请各班课代表和我联系，zllin@buaa.edu.cn。 实验（二）内容 实验要求： 1. 熟悉自由空间和有界空间电磁波的理论和公式； 2. 掌握电磁波传播特性和波导内电磁场分布的计算方法； 3. 进一步了解专业数学软件(Mathematica)的编程和图形演示功能。 5个实验； 实验题（运行已编好的程序）＋练习题（在原有的程序上修改）。 实验内容： 所编写的程序版权属于北航仪器光电学院《电磁场理论》课程组，请勿外传。 带上教材 设有两沿z轴方向极化的单色平面电磁波沿正x轴传播，电场幅度分别为E01=2*E02=1vm, 频率分别f1和f2,变化范围为0.1～2，初相位分别为?1和?2, 变化范围为0 ～ 2π，动态演示两电磁波及其叠加波在空间原点处的时域波形随频率和初相位的变化。 实验1、平面电磁波的叠加 练习题： 实验2、电磁波的极化 练习题：上述电磁波为何种极化波？尝试修改程序中的参数，使得该电磁波变为左旋圆极化波，并用动画图形演示之。 实验3、电磁波在介质界面处的反射和透射 练习题：根据平行极化入射电磁波下的菲涅尔公式，尝试修改程序，画出平行极化入射方式下的反射系数和透射系数的绝对值随入射角θ1和介质2折射率n2的变化关系。 垂直极化入射波 平行极化入射波 实验4、矩形金属波导的模场分布 实验5、圆柱金属波导的模场分布 设有一沿ｚ方向放置的圆柱形金属波导，半径为a=1m, 求出在TM(m，n)模式下(m ＝0,1,2; n=1,2,3) ，波导管内的电磁波的电场Ez分量在t=0时刻的大小分布。 练习题： 1、杜建明，《Mathematica在电磁场理论中的应用》，合肥工业出版社，2004年。 2、徐安农，《Mathematica数学实验》，电子工业出版社，2004年。 参考资料: * * 《电磁场理论》 实验课（二） 第*页 * 北航仪器光电学院 《电磁场理论》课程组 《电磁场理论》 第6章 均匀平面波的反射与透射 北航仪器光电学院 《电磁场理论》课程组 * 第*页 * *