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電磁場理論是研究電磁場中各物理量之間的關(guān)系及其空間分布和時間變化的理論。庫侖定律揭示了電荷間的靜電作用力與它們之間的距離平方成反比。安培等人又發(fā)現(xiàn)電流元之間的作用力也符合平方反比關(guān)系。麥克斯韋全面地總結(jié)了電磁學研究的全部成果，建立了完整的電磁場理論體系。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論，是經(jīng)典物理學最引以自豪的成就之一。

　　理論要點：變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場，變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場，電場和磁場不是彼此孤立的，它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場。

　　電磁場對物質(zhì)的影響與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。電磁場理論不僅是物理學的重要組成部分，也是電工技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

　　電磁波（Electromagnetic wave）是由方向相同且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生發(fā)射的振蕩粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性，其粒子形態(tài)稱為光子，電磁波與光子不是非黑即白的關(guān)系，而是根據(jù)實際研究的不同，其性質(zhì)所體現(xiàn)出的兩個側(cè)面。由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面。電磁波在真空中速率固定，速度為光速。見麥克斯韋方程組。

　　電磁波伴隨的電場方向，磁場方向，傳播方向三者互相垂直，因此電磁波是橫波。電磁波實際上分為電波和磁波，是二者的總稱，但由于電場和磁場總是同時出現(xiàn)，同時消失，并相互轉(zhuǎn)換，所以通常將二者合稱為電磁波，有時可直接簡稱為電波。

　　在量子力學角度下，電磁波的能量以一份份的光子呈現(xiàn)，光子本質(zhì)上來說就是波包，即以局域性能量呈現(xiàn)的波。電磁波的能量是量子化的，當其能級階躍遷過輻射臨界點，便以光子的形式向外輻射，此階段波體為光子，光子屬于玻色子。

　　一定頻率范圍的電磁波可以被人眼所看見，稱之為可見光，或簡稱為光，太陽光是電磁波的一種可見的輻射形態(tài)。電磁波不依靠介質(zhì)傳播。

　　電磁輻射通常意義上指所有電磁輻射特性的電磁波，非電離輻射是指無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線。而X射線及γ射線通常被認為是放射性的輻射。稱作電離輻射。

配置方案(按50人配置)

序號	設(shè)備名稱	數(shù)量	單位	單價	金額
1	DB-SD24 電磁場電磁波可視化教學實驗系統(tǒng)	套	50	15000	750000
2	實驗桌	套	25	5000	125000
合計:875000元含稅含運費安裝調(diào)試培訓,供貨周期45天

DB-SD24 電磁場電磁波可視化教學實驗系統(tǒng)

一、實驗概述
電磁場電磁波與天線綜合實驗系統(tǒng)能滿足能滿足通信工程、電子工程、微波工程等專業(yè)開設(shè)《電磁場》、《天線技術(shù)》等課程教學、實訓、示教需要，也可用于微波電磁場技術(shù)類課程的課題設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計及基于ADS軟件的創(chuàng)新設(shè)計。
電磁場電磁波與天線綜合實驗系統(tǒng)通過學生制作感應器的方式，使學生能夠切實感知和親身體驗電磁波的發(fā)射、傳播、接收等完整的過程，具有與教學大綱結(jié)合緊密，實驗內(nèi)容緊扣教學重點、難點，知識點覆蓋面寬，能夠透徹地了解法拉第電磁感應定律、電磁波傳播特性、電偶極子、天線基本結(jié)構(gòu)及其特征等重要知識點，深刻理解電磁感應定律的原理和作用，深刻理解電偶極子和電磁波輻射的原理，掌握電磁波測量技術(shù)原理和方法，幫助學習人員建立電磁波的形象思維方式，加深和加強學習人員對電磁波產(chǎn)生、發(fā)射、傳輸、接收過程吸納各個特征的認識，培養(yǎng)學習人員對電磁波分析和電磁波應用的創(chuàng)新能力。
電磁場電磁波與天線綜合實驗系統(tǒng)通過增大射頻信號發(fā)射功率，在不需專用儀表的情況下能感知電磁場存在、定性研究天線的極化方向、天線增益、天線頻響等性能；
電磁場電磁波與天線綜合實驗系統(tǒng)設(shè)有波長測量、功率檢波、電磁場極化等若干簡單又富有論證性的實驗。將實驗儀器的功率發(fā)射端加載到三種極化天線端口。將天線采集到的感生電流接入LED燈。把檢波天線放置在固定的位置以后，可以看到LED燈的明暗與極化方式有著對應的關(guān)系。將發(fā)射天線的功率輸入天線，通過調(diào)整檢波天線的位置或者檢波天線的角度方向，觀察發(fā)光燈的明暗變化。這樣就可以直觀的感受到電磁波的分布參數(shù)、極化等豐富的概念。在整個實驗過程中，通過極其簡單的幾個操作，就可以將所學的抽象的知識，通過具象化的實驗來驗證清楚，進一步提高了教學的效率。增加了學生對實驗的印象，提高了學生動手能力，深刻的將公式與現(xiàn)象結(jié)合起來，為以后的工作和學習提供了切實有效的經(jīng)驗。提升學生對電磁場與波的學習興趣，實現(xiàn)探究性學習，創(chuàng)造性學習。
用麥克斯韋方程的工程應用技術(shù)，采用特制的無源發(fā)光電磁波感應器，使抽象的“電磁波”看得見、摸得著，電波傳播眼見為實，幫助學生建立空間形象；有效化解感念抽象于形象，化物理現(xiàn)象模糊于具體，改變實驗呆板、實驗內(nèi)容單調(diào)。使知識認知可視化、知識應用自主化能建立趣味化的實驗教學體系性設(shè)計。建立創(chuàng)新實驗教學互動平臺，拓展類實驗有助于老師和學生圍繞知識能力發(fā)揮和運用，形成富有特色的新成果。

電磁場電磁波可視化教學實驗系統(tǒng)

二、實驗配置

序號	名稱	主要技術(shù) 規(guī) 格
1	標配模塊	1米鋁合金導軌,認識電磁波實驗模塊；發(fā)射支架，接收支架電磁波傳播特性實驗模塊（空間行、駐波特性實驗）；接收天線支架、滑臺, 金屬導體反射板線支架、滑臺。極化電磁波實驗模塊,圓極化螺旋天線,極化柵格網(wǎng)滑臺；天線實驗模塊；系統(tǒng)升級配置模塊；
2	工作頻率	范　　圍： 2-3GHz
3	射頻放大輸出	功率控制： 0～10級衰減調(diào)整控制
		功率放大頻率范圍：2350MHz～2450MHz
		最大輸出功率：＜27dBm
4	發(fā)射組件	三副線極化微帶八木天線：增益：＞10dBi；覆蓋垂直極化、水平極化,一個右旋圓極化螺旋天線；增益：＞10dBi；
5	接收組件	無源檢波器LED發(fā)光靈敏度：4dBm；LED燈顏色有紅、黃、蘭、綠、白、翠綠色及其組合，接收天線微帶八木天線。增益：＞10dBi；
6	射頻檢波模組	檢波靈敏度：＞3.2GHz，動態(tài)范圍：70dB收發(fā)最遠距離170cm;

實驗1、電磁波及傳播特性實驗
一、實驗目的
1）通過電磁感應裝置的設(shè)計，了解麥克斯韋電磁感應定理的內(nèi)容；
2）理解電磁波輻射原理；了解電磁感應的原理及作用，
3）理解電場與磁場的相互關(guān)系，通過接收裝置來驗證電磁場的存在。
二、實驗項目
1）認識電磁波實驗
2）場矢量認知實驗
3）位移電流驗證實驗
4）可視化電磁波感應器制作實驗
5）輻射衰減規(guī)律實驗
實驗2、電磁波極化特性實驗
實驗目的
電磁波的偏振現(xiàn)象的產(chǎn)生，觀察極化現(xiàn)象；
完全偏振波與和傳播的定義判斷極化形式；
研究線性極化的產(chǎn)生及其特點；
研究制作的電磁波感應器的極化特性，進行極化特性實驗；
通過試驗加深對電磁波極化特性的理解。
實驗項目
1）構(gòu)建實驗平臺
2）垂直與水平極化電磁波實驗
3）左旋圓極化電磁波實驗
4）極化軸比實驗
實驗3、電磁波反射與行駐波特性實驗
一、實驗目的
了解電磁場電磁波空間傳播特性；
通過對電磁波長、波幅、波節(jié)、駐波的測量進一步認識電磁波；
利用相干波原理測量波長；
了解電磁波在傳輸過程中的干涉和駐波的形成，及形成的條件，觀測電磁波傳輸過程中波節(jié)點與波幅點的產(chǎn)生。
二、實驗項目
1）垂直極化波反射合成與行駐波特性；
2）水平極化波反射合成與行駐波特性實驗；
3）左旋圓極化波反射合成與行駐波特性；
實驗4、電磁波反射特性實驗
一、實驗目的
1)研究電磁波的反射現(xiàn)象的產(chǎn)生，驗證電磁波入射角等于反射角；
2)研究線性極化的反射及其特點
3)通過試驗加深對電磁波極化特性的理解
二、實驗項目
1）垂直或水平極化波斜入射到導體平面的反射波；沿反射角方向LED最亮。
2）左旋圓極化波斜入射到導體平面的反射波；
實驗5、電磁波邊界條件實驗
實驗目的
研究電磁波的邊界條件實驗；
研究電磁波傳播路經(jīng)上遇到不同物質(zhì)的透射現(xiàn)象；
通過試驗加深對電磁波傳播特性的理解；
實驗項目
1）垂直極化波垂直入射到水平縫隙導體平面的透射波；
2）垂直極化波垂直入射到垂直縫隙導體平面的透射波；
3）左旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導體平面的透射波；
4）右旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導體平面的透射波；
5）垂直極化波垂直入射到超材料平面的透射波；
實驗6、接收天線互耦實驗
實驗目的
1)研究接收二元天線陣互耦影響；
2)尋找二元天線陣互不影響的距離；
實驗項目
1）垂直極化波垂直入射時二元天線陣互耦影響；
2）水平極化波垂直入射時二元天線陣互耦影響；
實驗7、電磁波對不同物質(zhì)的透射實驗
實驗目的
1)研究電磁波對不同媒質(zhì)的透射實驗；
2)研究電磁波傳播路經(jīng)上遇到不同物質(zhì)的透射現(xiàn)象；
3)通過試驗加深對電磁波傳播特性的理解；
實驗項目
1）垂直極化波垂直入射到導體平面；
2）垂直極化波垂直入射到有機玻璃平面的透射波；
3）垂直極化波垂直入射到書籍平面的透射波；
4) 垂直極化波垂直入射到泡沫平面的透射波；
5）右旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導體平面的透射波；
6）垂直極化波垂直入射到超材料平面的透射波；
實驗8、電磁輻射原理實驗
一、實驗目的
1. 認識天線的作用與地位。
2. 深刻理解電磁輻射與天線的關(guān)系。
3. 掌握理解電磁輻射的基本要素。
實驗9、天線方向圖繪制實驗
一、實驗目的
1.了解掌握天線方向圖的工程意義。掌握電磁波輻射的原理和測量方法。
2.掌握繪制天線方向圖的一般方法，繪制并理解天線方向圖。
3.掌握天線方向圖測量的原理和方法。
二、實驗內(nèi)容
1.用LED燈的測量顯示天線E面方向圖強弱。
2. 用微安表測量E面方向圖，繪制天線E面方向圖。
3、用LED燈的強弱顯示天線H面方向圖測量
4、用微安表測量H面方向圖，繪制天線H面方向圖。
麥克斯韋理論驗證及感應電流實驗
電磁波場強自由空間的分布實驗
邁克爾遜干涉實驗
電磁場的偏振及極化實驗
電磁波波長及駐波測試實驗
電磁場電磁波可視化教學實驗系統(tǒng)

教學設(shè)備

產(chǎn)品分類

電磁場電磁波可視化實驗室建設(shè)方案