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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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(rèn)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(xué)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(xùn),供貨周期45天

DB-SD24 電磁場電磁波可視化教學(xué)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(xué)、實訓(xùn)、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(xué)生制作感應(yīng)器的方式，使學(xué)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(xué)大綱結(jié)合緊密，實驗內(nèi)容緊扣教學(xué)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(yīng)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(yīng)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(xué)習(xí)人員建立電磁波的形象思維方式，加深和加強(qiáng)學(xué)習(xí)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(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)人員對電磁波分析和電磁波應(yīng)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(yīng)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(xué)的抽象的知識，通過具象化的實驗來驗證清楚，進(jìn)一步提高了教學(xué)的效率。增加了學(xué)生對實驗的印象，提高了學(xué)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(xué)習(xí)提供了切實有效的經(jīng)驗。提升學(xué)生對電磁場與波的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。
用麥克斯韋方程的工程應(yīng)用技術(shù)，采用特制的無源發(fā)光電磁波感應(yīng)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(xué)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(rèn)知可視化、知識應(yīng)用自主化能建立趣味化的實驗教學(xué)體系性設(shè)計。建立創(chuàng)新實驗教學(xué)互動平臺，拓展類實驗有助于老師和學(xué)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(xué)實驗系統(tǒng)

二、實驗配置

序號	名稱	主要技術(shù) 規(guī) 格
1	標(biāo)配模塊	1米鋁合金導(dǎo)軌,認(rèn)識電磁波實驗?zāi)K；發(fā)射支架，接收支架電磁波傳播特性實驗?zāi)K（空間行、駐波特性實驗）；接收天線支架、滑臺, 金屬導(dǎo)體反射板線支架、滑臺。極化電磁波實驗?zāi)K,圓極化螺旋天線,極化柵格網(wǎng)滑臺；天線實驗?zāi)K；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(yuǎn)距離170cm;

實驗1、電磁波及傳播特性實驗
一、實驗?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 1）通過電磁感應(yīng)裝置的設(shè)計，了解麥克斯韋電磁感應(yīng)定理的內(nèi)容；
2）理解電磁波輻射原理；了解電磁感應(yīng)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(rèn)識電磁波實驗
2）場矢量認(rèn)知實驗
3）位移電流驗證實驗
4）可視化電磁波感應(yīng)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(yīng)器的極化特性，進(jìn)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(jìn)一步認(rèn)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(dǎo)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(dǎo)體平面的反射波；
實驗5、電磁波邊界條件實驗
實驗?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(dǎo)體平面的透射波；
2）垂直極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波；
3）左旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)體平面的透射波；
4）右旋圓極化波垂直入射到垂直縫隙導(dǎo)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(dǎo)體平面；
2）垂直極化波垂直入射到有機(jī)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(dǎo)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 1. 認(rèn)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?zāi)康?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 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(qiáng)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(qiáng)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(yīng)電流實驗
電磁波場強(qiáng)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(xué)實驗系統(tǒng)

教學(xué)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