ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рисунок 4.10. График зависимости
для ближней зоны.5. Экспериментальные результаты.
5.1.1. Уровень сигнала от количества открытых зон.
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см.
Таблица 5.1 Измерения уровня сигнала от количества открытых зон
| | ξ, дел. | Е=√ξ | Е/Е0 |
| R1 − открыта первая зона | 1,13 | 1,063 | 1,842 |
| R1,2 − открыты 1 и 2 зоны | 0,198 | 0,445 | 0,771 |
| R1-3 − открыты 1-3 зоны | 1,046 | 1,023 | 1,772 |
| R1-4 − открыты 1-4 зоны | 0,271 | 0,521 | 0,902 |
| R1-5 − открыты 1-5 зоны | 0,99 | 0,995 | 1,724 |
| R1-6 − открыты 1-6 зоны (E0) | 0,333 | 0,577 | 1 |
С учетом квадратичности характеристики детектора построю зависимость
UM= f(n), где n- номера зон (рис.5.1).
Рисунок 5.1. График уровня сигнала от количества открытых зон.
При открывании каждой следующей зоны происходит суммированием полей от различных зон Френеля и уменьшение амплитуды результирующего поля, так как сигналы от соседних зон Френеля приходят в противофазе.
5.1.2. Пронаблюдаем и зафиксируем изменение уровня сигнала для случаев, когда открыты только четные или только нечетные зоны Френеля
Таблица 5.2 Измерения уровня сигнала от количества открытых зон
| | ξ, дел. | Е=√ξ | Е/Е0 |
| R2,4,6 − открыты четные зоны | 2,679 | 1,637 | 2,836 |
| R1,3,5 − открыты нечетные зоны | 2,353 | 1,534 | 2,658 |
Результаты при открытии четных и всех нечетных зон Френеля практически одинаковы, что хорошо согласовывается с теорией.
5.2. Исследование существенной области распространения радиоволн.
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см.
Плавно изменяя радиус диафрагмы на максимальном значении, запишу данные в таблицу 4.3. Проделаю опыт для 8-10 положений диафрагмы.
Постою график зависимости радиуса первой зоны от положения диафрагмы между антеннами рисунок 5.2.
Рисунок 5.2. График зависимости
.Кривая имеет вид эллипса, что говорит о хорошем совпадении теории и эксперимента.
5.3. Исследование дифракции на краю экрана.
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антенной и приемником = 200 см;
С помощью экранов пронаблюдаем дифракцию на краю экрана, полученные данные занесем в таблицу 4.4, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.3. График зависимости
.Поле на начальном этапе монотонно изменяется, а на последующих режимах стремится к минимуму и имеет осциллирующий характер, что объясняется интерференцией волн от открытых зон Френеля.
5.4. Исследование дифракции на длинных прямоугольных щелях.
5.4.1. Широкая щель:
Ширина щели 1,7*R1=10,75 см;
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см;
Расстояние от антенны детектора = 19,3 см.
Полученные данные занесем в таблицу 4.6, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.4. График дифракции на длиной, широкой щели d>>R1.
Согласно теории при дифракции на широкой щели: d>>R1, поле в точке М1 начнет испытывать колебания когда край щели начнет перекрывать начальные зоны Френеля.
5.4.1. Средняя щель:
Ширина щели 0,8*R1=5,06 см;
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см;
Расстояние от антенны детектора = 6,3 см.
Полученные данные занесем в таблицу 4.7, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.5. График дифракции на длиной, средней щели d=R1.
На средней щели укладывается лишь несколько первых зон Френеля. Колебания поля начинаются сразу же при смещении точки М от центра щели.
5.4.1. Узкая щель
Ширина щели 0,088*R1=0,5566 см;
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см;
Расстояние от антенны детектора = 0,316 см.
Полученные данные занесем в таблицу 4.8, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.6. График дифракции на длиной, узкой щели d<
На узкой щели укладывается лишь часть первой зоны Френеля. При смещении точки М поле изменяется монотонно и слабо.
5.5. Дифракция на линзе.
Длина волны = 0,8 см;
Расстояние между антеннами = 200 см.
Расстояние от экрана до генератора = 100 см.
Расстояние от антенны детектора = 100 см;
Фокусное расстояние линзы = 122 см.
Полученные данные занесем в таблицу 4.9, и построю график зависимости
от Х.
Рисунок 5.6. График дифракции на линзе.
Параллельные лучи с линзой складывались в точке M/ фокальной плоскости с сохранением прежних фазовых соотношений между ними.
5.6. Распределение поля в ближней зоне.
Длина волны = 0,8 см;
31,19 ≤ rm ≤ 200,03;где, D=2R1;
Расстояние от генератора до детектора = 40,0 см;
Полученные данные занесем в таблицу 4.10, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.7. График распределения поля в ближней зоне.
5.7. Распределение поля в дальней зоне.
Длина волны = 0,8 см;
rm= L/2= 200/2=100;
Расстояние от генератора до детектора = 100,0 см;
Полученные данные занесем в таблицу 4.11, и построю график зависимости
.
Рисунок 5.8. График распределения поля в дальней зоне.
В ближней зоне процесс протекает, но ничего не изменяется, не излучается, колебательный процесс, полпериода поля как бы отрываются от излучателя, полпериода вновь возвращается. В дальней зоне будет плоская электромагнитная волна.
Вывод: В данной работе проведено исследование зон Френеля. Проведены теоретические расчеты и сняты экспериментальные данные.
1 2 3