电磁波实验用matlab绘制矩形波导电磁场的分布.docxVIP

2、等量同号电荷仿真图等量同号(正)电荷仿真图R Figure 1 一 口 2、等量同号电荷仿真图 等量同号(正)电荷仿真图 R Figure 1 一 口 t(F)婚榻(E) ??(V)博入⑴ 工 KE JE 面(D)向口 (W) 3、等量异号电荷仿真图 4、不等量同号电荷仿真图 等量异号电荷仿真图 不等量同号电荷仿真图 实验一?静电场模拟 一、实验目的 应用MATLAB模拟点电荷的电场线和等势线并观察其的电场线的分布特点 二、实验原理 根据电磁场理论，假设电荷在空间激发的电势分布为V,那么电场强度等于电势梯度的负值，即: E = -VV 真空中假设以无穷远为电势零点，那么在两个点电荷的电场中，空间的电势分布为： v = v.+v2 = + % -4恋(内 4恋()/?2 本实验中，为便于数值计算，电势可取为: V = 8 + 为 三、实验内容 1.正点电荷仿真图： 正点电荷仿真图 W Figure 1文件(F) W Figure 1 文件(F)编辑任)查看(V)插入(I)工具⑴点面(D) @Q(W)帮助(H) □ d U $ 4 \ O ? 二 0 □日 G 国 4 Figure 1 文件(F)组相(E)查看(V)庙入(I)工具⑴桌面(D)窗口 (W)帮助(H) nmu* 5 / ?图口国?国 5、不等量异号电荷仿真图 不等量异号电荷仿真图 ㈤ Figure 1 — □ X 文件(F)维辑(E)查看(V)插入(I)工具(T)桌面(D)窗口皿帮助(H) □ mu耳fe或、等⑤豆/?［豆□ 0 ■ □ U!I、实验总结1OO-1O-2O2 sxe，zy-axis -2 -2 x-axis U! I、实验总结 1OO-1O-2O2 sxe，z y-axis -2 -2 x-axis 2 通过Mat lab软件，学会了代码所代表的含义，如何调换变量改变颜色和时间长短， 在运行中通过三维旋转更直观的了解到实验现象，本次实验的五种电荷之间的关系更是贴 合书本知识，使实验与理论相统一，清晰认识到科学的真谛。 实验二：电磁波极化 一、实验目的： 1、研究线极化波、圆极化波和椭圆极化波的产生和各自的特点。 2、通过对三种极化的波，加深对电磁场极化的认识和理解。 二、实验原理： 1.线极波化 1）产生条件：电场的x分量和y分量的相位相同或相差180度。 2）线极化波的特点：合成波的电场大小随时间变化，但矢量箭头端 轨迹与x轴对夹角保持不变，即为一条直线。 2、圆极化波 1产生条件：电场的x分量和了分量的振幅相等，但相位相差90度。 2）圆极化波的特点：合成波的电场大小不随时间改变，但方向却随 时间改变，其矢量箭头端轨迹在一圆上。 3、椭圆极化波 1）产生条件：电场的x分量和y分量的振幅不相等，并且相位也不 相等。 2）椭圆极化波的特点：合成波电场大小和方向都随时间改变而改变 其矢量箭头端轨迹在一桶圆上。 三、实验内容： 圆极化右旋平面电磁波传播示意图.工圆极化左旋图 圆极化右旋 平面电磁波传播示意图 .工 线极化击宴中平面电磁波传播示意图传播方向文件(F) H(E) fi?(V)隆入(I)工具⑴I 线极化 击宴中 平面电磁波传播示意图 传播方向 文件(F) H(E) fi?(V)隆入(I)工具⑴I?面(D) ■□(W)帮助(H) 口已?要/0招■口 椭圆极化 四、实验总结： 通过书本，我了解到，对于单一频率的平面极化波，极化曲线是一椭圆 (称极化椭圆)，故称椭圆极化波。顺传播方向看去，假设电场矢量的旋向为 顺时针，符合右螺旋法那么，称右旋极化波；假设旋向为逆时针，符合左螺旋法 那么，称左旋极化波。对于圆极化的左右旋，我还花了好久时间去判断。通过 这次对线极化和圆极化的matlab的仿真，让我对波形的极化有了一个更深的 了解。使用MALTAB科学计算软件在电磁场与电磁波课程仿真教学中的应用, 仿真效果说明MATLAB可以展现数学公式的物理图像，对复杂物理过程进行 生动的仿真，并以图形和动画方式呈现，使物理过程变得直观、形象、更容 易理解，也激发了学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，取得了良好的教学 效果。 实验三：平面波的传播 一、实验目的： 1、学会用matlab绘制行波、驻涉及混合波的仿真动态图。 2、了解三种波形的特点。 3、掌握均匀平面波的入射、透射和反射。 二、实验原理： (1)假设介质1和介质2是两种不同的半无限大理想介质，均匀平面波从理想介质1中垂 直入射到理想介质1和理想介质2的分界平面上,那么均匀平面波在分界平面上的反射系数、 透射系数分别为： 〃二生二殳、7 = 且满足i +「= t /+ % 〃2 +小 (2)在上述(1)的情况下，理想介质1中的合成波为入射波与反射波的矢量和，且合成 波为行驻波。 (3)假设理想介质