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1、电磁场与电磁波实验指导书目 录实验一 电磁波感应器的设计与制作实验二 电磁波传播特性实验实验三 电磁波的极化实验实验四 天线方向图测量实验实验一 电磁波感应器的设计与制作一、预习要求1、什么是法拉第电磁感应定律？2、什么是电偶极子？3、了解线天线基本结构及其特性。二、实验目的1、认识时变电磁场，理解电磁感应的原理和作用。2、通过电磁感应装置的设计，初步了解天线的特性及基本结构。3、理解电磁波辐射原理。三、实验原理随时间变化的电场要在空间产生磁场，同样，随时间变化的磁场也要在空间产生电场。电场和磁场构成了统一的电磁场的两个不可分割的部分。能够辐射电磁波的装置称为天线，用功率信号发生器作为发射源，

2、通过发射天线产生电磁波。 图1 电磁感应装置如果将另一付天线置于电磁波中，就能在天线体上感生高频电流，我们可以称之为接收天线，接收天线离发射天线越近，电磁波功率越强，感应电动势越大。如果用小功率的白炽灯泡接入天线馈电点，能量足够时就可使白炽灯发光。接收天线和白炽灯构成一个完整的电磁感应装置，如图1所示。电偶极子是一种基本的辐射单元，它是一段长度远小于波长的直线电流元，线上的电流均匀同相，一个作时谐振荡的电流元可以辐射电磁波，故又称为元天线，元天线是最基本的天线。电磁感应装置的接收天线可采用多种天线形式，相对而言性能优良，但又容易制作，成本低廉的有半波天线、环形天线、螺旋天线等，如图2所示。图2

接收天线本实验重点介绍其中的一种半波天线。半波天线又称半波振子，是对称天线的一种最简单的模式。对称天线（或称对称振子）可以看成是由一段末端开路的双线传输线形成的。这种天线是最通用的天线型式之一，又称为偶极子天线。而半波天线是对称天线中应用最为广泛的一种天线，它具有结构简单和馈电方便等优点。半波振子因其一臂长度为，全长为半波长而得名。其辐射场可由两根单线驻波天线的辐射场相加得到，于是可得半波振子（）的远区场强有以下关系式：式中，为方向性函数，对称振子归一化方向性函数为： 其中是的最大值。由上式可画出半波振子的方向图如图3所示。图3 半波振子的方向图半波振子方向函数与无关，故在H面上的方向图是以

4、振子为中心的一个圆，即为全方向性的方向图。在E面的方向图为8字形，最大辐射方向为，且只要一臂长度不超过，辐射的最大值始终在方向上；若继续增大L，辐射的最大方向将偏离方向。四、实验内容与步骤1、打开功率信号发生器电源开关，Signal灯亮，机器工作正常，按下Tx按钮，观察功率指示表有一定偏转，此时Standby灯亮，说明发射正常。2、用金属丝制作天线体，用螺丝固定于感应灯板（或电流表检波板）两端，并安放到测试支架上，调节感应板的角度，使其与发射天线的极化方向一致。调节测试支架滑块到最右端，按下功率信号发生器上Tx按钮，同时移动测试支架滑块，靠近发射天线，直到小灯刚刚发光时，记录下滑块与发射天线的

5、距离。3、改变天线振子的长度，重复上面过程，记录数据。4、选用其它天线形式制作感应器，重复上面过程，记录数据。次数天线形式天线长度接收距离1234五、注意事项1、按下Tx按钮时，若Alarm红色告警灯亮，应立即停止发射，检查电缆线与发射天线接口是否旋紧，其余接口是否用封闭帽盖上，Output接口与电缆是否接好，或请老师检查。否则会损坏机器。2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于20cm以外，或视感应灯亮度而定）。3、尽量减少按下Tx按钮的时间，以免影响其它小组的测试准确性。4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。六、报告要求1、按照标准实验

6、报告的格式和内容完成实验报告。2、制作两种以上天线，观察接收效果。画出天线形状，记录接收距离。3、对实验中的现象分析讨论。4、提出改进意见及建议。七、接收天线参考形状实验二 电磁波传播特性实验一、预习要求1、什么是迈克尔逊干涉原理？它在实验中有哪些应用？2、驻波的产生原理及其特性。二、实验目的1、学习了解电磁波的空间传播特性。2、通过对电磁波波长、波幅、波节、驻波的测量，进一步认识和了解电磁波。三、实验原理变化的电场和磁场在空间的传播称为电磁波。几列不同频率的电磁波在同一媒质中传播时，几列波可以保持各自的特点（波长、波幅、频率、传播方向等），在同时通过媒质时，在几列波相遇或叠加的区域内，任一点

7、的振动为各个波单独在该点产生振动的合成。而当两个频率相同、振动方向相同、相位差恒定的波源所发出的波叠加时，在空间总会有一些点振动始终加强，而另一些点振动始终减弱或完全抵消，因而形成干涉现象。干涉是电磁波的一个重要特性，利用干涉原理可对电磁波传播特性进行很好的探索。而驻波是干涉的特例。在同一媒质中两列振幅相同的相干波，在同一直线上反向传播时就叠加形成驻波。由发射天线发射出的电磁波，在空间传播过程中可以近似看成均匀平面波。此平面波垂直入射到金属板，被金属板反射回来，到达电磁波感应器；直射波也可直接到达电磁波感应器，这两列波将形成驻波，两列电磁波的波程差满足一定关系时，在感应器位置可以产生波腹或波节

8、。设到达电磁感应器的两列平面波的振幅相同，只是因波程不同而有一定的相位差，电场可表示为： 其中是因波程差而造成的相位差。则当相位差时，合成波的振幅最小，的位置为合成波的波节；相位差时，合成波的振幅最大，的位置为合成波的波腹。实际上到达电磁感应器的两列波的振幅不可能完全相同，故合成波波腹振幅值不是二倍单列波的振幅值，合成波的波节值也不是恰好为零。根据以上分析，若固定感应器，只移动金属板，即只改变第二列波的波程，让驻波得以形成，当合成波振幅最小（波节）时：当合成波振幅最大（波腹）时：此时合成波振幅最大到合成波振幅最小（波腹到波节）的最短波程差为，若此时可动金属板移动的距离为，则：即：

9、可动金属板移动的距离，代入式中便确定电磁波波长。四、实验内容及步骤实验装置如图4所示。 图4 电磁波教学综合实验仪1、将设计制作的电磁波感应器（天线）安装在可旋转支臂上，调节其角度与发射天线的极化方向一致，再将支臂滑块移到距离发射天线分别为30 cm、35cm、40cm刻度处。2、开启电磁波教学综合实验仪开关（Power），按Tx按钮，此时发射天线板已有电磁波发射出来。3、移动反射板，观察天线上的灯是否有明暗变化。如果没有，检查天线角度是否与发射天线极化方向一致；如果还没有明暗变化，再将支臂滑块移到距离发射天线近一点。4、如系统正常工作，从远而近移动反射板，使灯泡明暗变化。以灯泡明暗度判断波节

10、（波腹）的出现。先将天线固定于位置1，由远而近移动反射板，记录下灯泡两个相邻最亮时反射板位置的坐标（波腹点），其距离即为。再将天线固定于位置2，重复上述过程。最后将天线固定于位置3，重复上述过程。将测量数记入下表：次数天线位置（cm）波腹点1（cm）波腹点2（cm）波长（cm）平均波长（cm）频率（Hz）123五、注意事项1、按下Tx按钮时，若Alarm红色告警灯亮，应立即停止发射，检查电缆线与发射天线接口是否旋紧，其余接口是否用封闭帽盖上，Output接口与电缆是否接好，或请老师检查。否则会损坏仪器。2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于20cm以外，

11、或视感应灯亮度而定）。3、尽量减少按下Tx按钮的时间，以免影响其它小组的测试准确性。4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。六、报告要求1、按照标准实验报告的格式和内容完成实验报告。2、用自制的接收天线，分别用白炽灯和电流表测量电磁波的波长，并计算出电磁波的频率。3、对实验中的现象分析讨论，并对实验误差产生的原因进行分析。4、提出改进意见及建议。实验三 电磁波的极化实验一、预习要求1、什么是电磁波的极化？它具有什么特点？2、了解各种常用天线的极化特性。3、天线特性与发射（接收）电磁波极化特性之间的有什么关系？二、实验目的1、研究几种极化波的产生及其特点。2、制作电磁波感应器，进行

12、极化特性实验，与理论结果进行对比、讨论。3、通过实验，加深对电磁波极化特性的理解和认识。三、实验原理电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念，它表征在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，并用电场强度矢量E的端点在空间描绘出的轨迹来表示。由其轨迹方式可得电磁波的极化方式有三种：线极化、圆极化、椭圆极化。极化波都可看成由两个同频率的直线极化波在空间合成，如图5所示。设两线极化波沿正Z方向传播，一个的极化取向在X方向，另一个的极化取向在Y方向。若X在水平方向，Y在垂直方向，这两个波就分别为水平极化波和垂直极化波。图5 电磁波的极化方式若：水平极化波 垂直极化波 其中、分别是水平极化波和垂直

13、极化波的振幅，是超前的相角（水平极化波取为参考相面）。取的平面分析，有：综合得：式中、为水平极化波和垂直极化波的振幅、和相角有关的常数。此式是个一般化椭圆方程，它表明由、合成的电场矢量终端画出的轨迹是一个椭圆。在满足不同条件时，形成三种极化波。1、当两个线极化波同相或反相时，其合成波是一个线极化波。2、当两个线极化波振幅相等，相位相差时，其合成波是一个圆极化波。3、当两个线极化波振幅不等或相位差不为时，其合成波是一个椭圆极化波。实验一所设计的半波振子天线接收（发射）的波为线极化波；而最常用的接收（发射）圆极化波或椭圆极化波的天线为螺旋天线。实际上一般螺旋天线在轴线方向不一定产生圆极化波，而是椭

14、圆极化波。当单位长度的螺圈数N很大时，发射（接收）的波可看作是圆极化波。极化波需要重视的是极化的旋转方向问题。一般规定：面对电磁波传播的方向（无论是发射或接收），电场沿顺时针方向旋转的波称为右旋圆极化波，反时针方向旋转的波称为左旋圆极化波。右旋螺旋天线发射或接收右旋圆极化波效果较好，左旋螺旋天线发射或接收左旋圆极化波效果较好。螺旋天线绕向的判断方法：沿着天线辐射方向，当天线的绕向符合右手螺旋定则时，为右旋圆极化，反之为左旋圆极化。四、实验内容实验装置如图6所示。图6 电磁波极化实验装置1、将一付发射天线架设在发射支架上，连接好发射电缆，开启电磁波教学综合实验仪开关（Power），电缆线一端接输

15、出端口（Output），另一端分别接发射天线的垂直、水平和圆极化端口。2、将电磁波感应器安装在测试支架上，分别设置成垂直、水平、斜45度三种位置，按下Tx发射按钮，并移动感应器滑块，观察灯泡由亮到不亮时距发射天线的距离，并记录数据。3、分析实验数据，判断发射天线发出的电磁波的极化形式。极化形式接收距离（cm）接口标号水平垂直45度垂直极化水平极化圆极化（左旋）圆极化（右旋）五、注意事项1、按下Tx按钮时，若Alarm红色告警灯亮，应立即停止发射，检查电缆线与发射天线接口是否旋紧，其余接口是否用封闭帽盖上，Output接口与电缆是否接好，或请老师检查。否则会损坏机器。2、测试感应器时，不能将感应灯靠近发射天线的距离太小，否则会烧毁感应灯。（置于20cm以外，或视感应灯亮度而定。）3、避免与相邻小组同时按下Tx按钮，尽量减少按下Tx按钮的时间，以免相互影响测试准确性。4、测试时尽量避免人员走动，以免人体反射影响测试结果。六、报告要求1、按照标准实验报告的格式和内容完成实验报告。2、用自制的接收天线，对应不同的天线极化波接口，调整感应器的角度，用电流表或灯泡记录感应器的最大接收距离，分析电磁波的极化形式。3、讨论电磁波不同极化收发的规律。4、提出实验改进意见和建议。SignalAlarmE

机械波有哪些特性呢？今天老师帮大家整理初了机械波特性及分类，跟着君翰老师一起来学习吧！

机械振动在介质中的传播形成机械波。

2、机械波产生的条件：

(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。横波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。

(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。纵波有密部和疏部。

注意：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波。

(1)机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。

(2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。

(3)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。

1. 定义：表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线。

(1)由波的图像可获取的信息：

①从图像可以直接读出振幅(注意单位)

②从图像可以直接读出波长(注意单位)

③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)

④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.

⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)

(2)波动图像与振动图像的比较：

波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因。若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解。

波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象。衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。

波发生明显衍射现象的条件是：障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多。

几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和。两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理。

频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉。

产生干涉现象的条件：两列波的频率相同，振动情况稳定。

①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差。

②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小。如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强;当PS1-PS2=(2n+1)λ/2时，振动减弱。

1. 空气中的声波是纵波，传播速度为340m/s.

2. 能够引起人耳感觉的声波频率范围是：20～20000Hz.

3. 超声波：频率高于20000Hz的声波。

①超声波的重要性质有：波长短，不容易发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强.

②对超声波的利用：用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变。

预备警官线上指导，这波操作稳了！

“冰墩墩”刚下班不久 “雪容融”就已经在上班的路上了此时，还有很多民警为即将到来的冬残奥会不辞辛苦地奔赴在一线岗位民警家长最忙时警娃的学习就成为了一件让人最挂心,下面高三网小编为你整理了详细内容,欢迎浏览了解。

“雪容融”就已经在上班的路上了

不辞辛苦地奔赴在一线岗位

警娃的学习就成为了一件让人最挂心的事情

市局爱警办特邀TA们来助力

按照市局党委关于爱警暖警指示精神，为切实解决冬奥安全保障工作中参战民警的后顾之忧，北京市公安局爱警办会同市局团委组织开展“同心保冬奥 学警来助力”线上辅导活动，邀请中国人民公安大学在校优秀学警志愿者，从寒假起至冬奥安全保障工作结束，为全局民警子女（小学生、初中生）进行线上免费课业辅导，优先保障冬奥闭环民警、双警家庭和困难民警家庭子女。

活动自2月中旬以来，全面顺利进行，共有607名民警子女与公安大学学警志愿者结对。

线上辅导采取“一对一”形式

用QQ、微信、腾讯会议等网络平台开展辅导

不仅有语文、数学、外语学科

还其实可以根据不同学生的实际需求

增加读书交流、心理辅导、体育锻炼、兴趣培养等

为警娃开启专属的个性化志愿服务

通过与警娃的交流与辅导

这些志愿者们不仅成为了孩子们的老师

更成为了孩子们信赖的“哥哥姐姐”

志愿者们都会耐心询问课堂辅导的感受和我们的建议

通过一段时间的线上学习辅导

孩子们在各方面都有了很大的提升

今年冬奥安全保障工作与孩子的寒假叠加，双警家庭的我们正在为寒假期间如何安排孩子的学习发愁，当我看到公大研究生线上辅导报名的通知，抱着试试看的心态给孩子报了名。被分配的辅导老师是公大20级研究生蔡文静，甜美的声音与我沟通，我俩根据孩子的寒假作业，制定了寒假陪伴式学习计划。蔡老师利用自身语文教学经验，不仅带着孩子理解了难懂的文言文，还为孩子拓宽了书本以外的知识点。她简单易懂的教学方式让孩子喜欢上了这个大姐姐。感谢市局的这项爱警暖警措施，缓解了我们对寒假期间无人辅导孩子而产生的焦虑，让我们更好地全身心投入到工作中。

——天安门分局民警孙璐

作为第一批进入冬奥安全保障工作闭环的民警，我的大女儿有幸与公安大学志愿者尚耘竹结识，通过多次电话沟通后，确定了孩子的寒假辅导计划：寒假作业督促和讲解，预习下学期课程，结合具体需求进行专项学习讲解。期间尚老师通过钉钉APP与孩子进行线上交流，针对孩子提出的需求进行专题讲解。通过彼此的沟通和交流，我觉得公大志愿者的服务为孩子假期生活提供了导向性明确的帮助，在学习之余我也愿意孩子多与老师沟通其他方面的信息，让孩子拓展眼界。

——北京警察学院民警杨洪亮

我要特别感谢爸爸单位的爱警办，让我在寒假期间有幸得到了公安大学黄成大哥哥、姜星彤大姐姐的辅导，两位辅导老师根据我的学习情况，给我制定了详细的学习计划，计划精确到每一天每一分钟做什么，计划充实而又科学。这次辅导不仅让我学到了知识，更让我懂得了感恩、懂得了如何定好人生目标。同时，也让爸爸心无旁骛地完成了工作任务，让我们的内心暖洋洋的，我和妈妈也会一如既往地支持爸爸工作。

——网安总队民警杨西真女儿杨心蕊

我孩子的志愿服务老师叫张书洁，我们亲切的喊她小张老师，在与她相处的这段日子里， 孩子开始对英语课的热情提升了，每天都会问我，妈妈，小张老师的课什么时候开讲呀？虽然时间很短暂，但是，在冬奥安全保障工作期间，小张老师带给孩子的不光是学习上的帮助，更重要的是给孩子树立了榜样，告诉她如何成为一个对社会有用的人，一个坚强的女生，我也祝福小张老师：学业顺利，快乐成长！

残奥会的筹备工作不容松懈，我们闭环民警还要很久才能回家。而我的女儿正值初三，面临中考的挑战，此时我却不能在家陪伴，所以十分担心。焦雪晴和潘志远两位志愿者在这个关键时刻，帮助孩子补课，他们俩一个负责文科一个负责理科，解决了很多孩子学习上的疑难问题，不仅提高了孩子的文化课成绩，还对孩子进行了公安知识的传授，以及孩子的心理疏导，现身说法地帮助孩子渡过叛逆期和考试焦虑期。身在冬奥保障工作一线，是他们帮助我们解决了孩子学习方面的后顾之忧，让我们安心工作，我们心里很温暖，很感激，很放心。

——朝阳分局东湖派出所民警 张世忠

此次活动作为冬奥爱警暖警工作的一项重要举措

自开课以来受到广大民警及家属的一致好评

曾经困扰民警的挂心事儿

随着线上“一对一”机制的建设

成了民警津津乐道的话题

志愿者们由衷地感到高兴和自豪

彭午兵—研究生院2021级侦查学专业

开展线上辅导，对于孩子们而言是一次学习提高的机会，对于我们而言也是一次绝佳的锻炼机会。每每看到小朋友求知时炽热的眼神和学习到新知识后兴奋的表情，我都深感欣慰。学习是双向互动的过程，得到小朋友的积极配合与参与才能实现最佳的教学效果。在辅导过程中，我们也会用耐心、爱心、同理心让小朋友感受到温暖与关怀，让孩子们积极参与到教学中来。

研究生院2021级侦查学专业

这次志愿活动是我第一次同时对两位一年级小朋友进行教学，她们俩在英语的学习掌握程度上各有不同，因此我对于对症下药和因材施教有了更深的感触。我认为适当的鼓励是促进孩子学习兴趣的首要要素，这一点不仅在我的年少学习中深有感触，在目前的教学过程中也有一定程度的体现。其中一位小朋友较为内敛，在我不断的鼓励下，逐渐能够大胆朗读英语，让我非常有成就感。

王啸驰—新生院2021级治安学专业

开展志愿服务后，我对家长教育孩子成才的辛苦感同身受。从最初联系家长的束手束脚，到按部就班地对弟弟讲解英语和数学知识。从害怕自己教不好的自我怀疑，到充分准备教学内容后，与弟弟侃侃而谈。我在教学的过程中与弟弟教学相长。在参加校团委组织的经验交流会后，我受益匪浅，后续的工作教学，我必将全力以赴，将自己的志愿服务水平上升到一个新高度，为支援冬奥贡献一份自己的力量。

聂晶晶—新生院2021级网安专业

这次教学机会，让我感悟到了志愿活动的意义，也通过和一线民警的交流，感受到了他们工作的辛苦和对孩子无尽的关爱，更让我觉得这份志愿活动是无比光荣的。我很荣幸能为那些奋战在守卫冬奥安全的民警家庭尽自己的绵薄之力。“同心保冬奥 学警来助力”活动不仅锻炼了我与人沟通的能力，还让我收获了这段难忘的友谊。之后，我也将秉承我的初心，更加认真、负责地完成这次志愿活动，不辜负老师和家长的期待。

如果说文字已不足以表达志愿者们的热情

用实际行动支持一线公安民警的工作

为辅导的警娃们解答疑惑

为参加冬奥工作的民警们排忧解难

为在北京举办的冬奥助力

与孩子们一起成长，共勉！

也让广大民警深切感受到市局党委爱警暖警的关怀

更加全力以赴投入到工作中去

素材来源：市局工会、市局团委

预备警官线上指导，这波操作稳了！(新警察法中说实行预备警官制,什么是预备警官制)“冰墩墩”刚下班不久 “雪容融”就已经在上班的路上了此时，还有很多民警为即将到来的冬残奥会不辞辛苦地奔赴在一线岗位民警家长最忙时警娃的学习就成为了一件让人最挂心,更多《这波操作稳了！》请查看上面介绍的具体内容。

新警察法中说实行预备警官制,什么是预备警官制

答：平时说的预备警官制指的是入学即入警，毕业后直接上岗。而目前情况是，毕业仍然要考公务员成为警察，考不上的，自己找工作。

什么叫准警官？什么叫预备警官？

答：目前看准警官一般是考取公务员在试用期内的，一般试用期是一年，也叫见习期。一年后通过考核成为正式警察。 预备警官现在主要指的是警校学生，是培养未来警察的，因为毕业要参加公务员考试入警。读书时不是警察，所以称为预备警官。,