| 104,7 → 104,7 |
|---|
| \begin{equation} |
| I(\vartheta)=I_{0}\cdot\sin^{4}\vartheta, \label{mv} |
| \end{equation} |
| zatímco pro sondu orientovanou vertikálně předpokládáme vztah |
| zatímco pro sondu orientovanou horizontálně předpokládáme vztah |
| \begin{equation} |
| I(\vartheta) = {I_0}\cdot 4(\sin\vartheta \cos\vartheta)^2. \label{mh} |
| \end{equation} |
| 112,14 → 112,22 |
|---|
| \begin{figure}[ht] |
| \begin{center} |
| \label{amplituda} |
| \includegraphics [width=150mm] {zapojeni_zesilovace.png} |
| \caption{Základní zapojení detektoru a zářiče se zesilovačem.} |
| \includegraphics [width=150mm] {usporadani_polarizace.png} |
| \caption{Uspořádání během měření polarizace záření} |
| \end{center} |
| \end{figure} |
| |
| \subsubsection{Polarizace} |
| |
| Index lomu při vzniku stojatého vlnění v rezonanční dutině můžeme určit vlnovou délku i index lomu prostředí v případě že známe vliv prostředí na polohy kmiten a uzlů vlnění. |
| |
| Index lomu pak zjistíme podle: |
| |
| \begin{equation} |
| n_2=\frac{z_1 - z_2}{d} + 1 |
| \end{equation} |
| |
| |
| \section{Výsledky a postup měření} |
| |
| \subsection{Polarizace} |
| 143,9 → 151,11 |
|---|
| \end{center} |
| \end{figure} |
| |
| Fakt, že pole generované zářičem je lineárně polarizované byl patrný při radiálním otáčení sondy vůči zářiči. |
| |
| \subsection{Rozložení pole} |
| |
| Rozložení pole jsme určili mapováním intenzity ve čtvercové síti před zářičem. Naměřené hodnoty jsme ukládali v počítači a výsledek je graficky zpracován do 3D grafu. |
| Rozložení pole jsme určili mapováním intenzity v ortogonální síti před zářičem. Naměřené hodnoty jsme ukládali v počítači a výsledek je graficky zpracován do 3D grafu. |
| |
| \begin{figure} |
| \label{amplituda} |
| 152,7 → 162,7 |
|---|
| \begin{center} |
| \includegraphics [width=100mm] {obrpole.jpg} |
| \end{center} |
| \caption{Rozložení vertikální složky elektrického pole před zářičem} |
| \caption{Rrozložení vertikální složky elektrického pole v rovině před zářičem.} |
| \end{figure} |
| |
| Pro vetší názornost je také zpracovaný podélný řez polem směrem od zářiče. |
| 162,9 → 172,17 |
|---|
| \begin{center} |
| \includegraphics [width=100mm] {podelny_rez.png} |
| \end{center} |
| \caption{Podélný průřez rozložením pole před zářičem} |
| \caption{Podélný průřez rozložením pole v rovině před zářičem} |
| \end{figure} |
| |
| \begin{figure} |
| \label{amplituda} |
| \begin{center} |
| \includegraphics [width=100mm] {pricny_rez.png} |
| \end{center} |
| \caption{Příčný průřez rozložením pole v těsné blízkosti výstupu zářiče} |
| \end{figure} |
| |
| \subsection{Stojatá vlna} |
| |
| Dalším měřením bylo proměření intenzity pole ve stojatém vlnění vznikajícím při odrazu od kovové desky. |
| 178,7 → 196,7 |
|---|
| \end{figure} |
| |
| |
| Z naměřených hodnot vychází vlnová délka $3.04 \pm 0.06$ cm díky tomu, že o vlnové délce stojatého vlnění víme že má vzdálenost mezi kmitnami $\lambda / 2$ |
| Z naměřených hodnot vychází po nafitování funkcí $h(x)=I_0 Sin(cx+d) + a $ vlnová délka $3.04 \pm 0.06$ cm díky tomu, že o vlnové délce stojatého vlnění víme že má vzdálenost mezi kmitnami $\lambda / 2$ |
| |
| \begin{figure} |
| \label{amplituda} |
| 188,7 → 206,7 |
|---|
| \caption{Stojatá vlna s dialektickou deskou} |
| \end{figure} |
| |
| Námi naměřené hodnoty odpovídají indexu lomu 1,8. |
| Naměřené hodnoty posuvu kmiten a uzlů odpovídají indexu lomu (1,8 $\pm$ 0,6). |
| |
| \subsection{Difrakce} |
| |
| 202,7 → 220,7 |
|---|
| \caption{Difrakce na kovové hraně plechu} |
| \end{figure} |
| |
| V grafu je jasně vidět, že mikrovlny na hraně difraktují, nebot v geometrickém stínu není intenzita pole nulová. |
| V grafu je jasně vidět, že mikrovlny na hraně difraktují, neboť v geometrickém stínu není intenzita pole nulová. |
| |
| Podobně se chová i pásek a štěrbina - toto jsou navzájem komplementární útvary a jejich difrakční obraz by měl být totožný, kromě oblasti nulového difrakčního řádu, kde může docházet ke složitějším jevům. |
| |
| 223,21 → 241,47 |
|---|
| \caption{Difrakce na štěrbině šířky 40mm a 60mm vytvořené ze dvou plechů} |
| \end{figure} |
| |
| \subsection{Fokusace čočkou a lom na rozhraní} |
| |
| \section{Diskuse a závěr} |
| Při měření vlivu čočky na mikrovlny byla před zářič umístěna tenká čočka tvořená dutinou vyplněnou krystalickým cukrem. Změřený průměr čočky byl 200mm a její celková tloušťka 50mm. Ohnisková vzdálenost čočky byla určena jako 165mm. A vlivem vložení čočky před zářič bylo možné intenzitu elektrického pole zvětšit z 2,02 [-] na 7,82 [-] tedy přibližně 3,9x. Podle geometrických parametrů čočky tomu odpovídá indexu lomu cukru n= (1,6 $\pm$ 0,3) |
| |
| |
| Dále byl pozorován lom záření na půlválci s cukrem. Úhly dopadu a lomu $\alpha,\,\beta$ na rozhraní cukr -- vzduch. Příslušné indexy lomu byly vypočítány ze Snellova zákona. |
| \begin{table}[htbp] |
| \begin{center} |
| \begin{tabular}{|ccc|} |
| \hline |
| $\alpha$ & $\beta$ & n$_{cukr}$ \\ \hline |
| 30 & 61 & 1,7 $\pm$ 0.4 \\ |
| 20 & 42 & 2,0 $\pm$ 0.5 \\ |
| 15 & 36 & 2,1 $\pm$ 0.7 \\ \hline |
| \end{tabular} |
| \end{center} |
| \caption{Určení indexu lomu cukru ze Snellova zákona lomu.} |
| \label{val} |
| \end{table} |
| |
| Hodnota určená z posuvu fáze stojatého vlnění se tak přibližně shoduje i s tímto měřením. |
| |
| \section{Diskuse} |
| \begin{enumerate} |
| \item Měřením jsme ověřili Malusův zákon, jelikož naměřená data se relativně dobře shodují s předpovědí. Naměřené odchylky mohou být způsobeny například chybou odečítání úhlu nastavení polarizačního filtru. |
| |
| \item Proměřením rozložení pole před trychtýřovým zářičem jsme ověřili, že intenzita pro tuto vlnovou délku ve vzduchu silně klesá s rostoucí vzdáleností. Naměřené hodnoty jsou uvedeny v grafech. |
| |
| \item Pokusili jsme se také vytvořit stojaté vlněné odrazem od kovové desky. Účelem bylo změřit index lomu dialektické desky proto jsme proměřili pozice kmiten a uzlů ve stojatém vlnění a vložili desku. Tím došlo ke změně rozložení pole. Posun minim by odpovídal indexu lomu desky 1,8. |
| \item Pokusili jsme se také vytvořit stojaté vlněné odrazem od kovové desky. Účelem bylo změřit index lomu dialektické desky proto jsme proměřili pozice kmiten a uzlů ve stojatém vlnění a vložili desku. Tím došlo ke změně rozložení pole. Posun minim by odpovídal indexu lomu desky (1,8 $\pm$ 0,6). |
| |
| \item Difrakcí vln na základních geometrických útvarech jsme ověřili kvazioptické chování mikrovln. Neboť na objektech difraktují velmi podobně, jako světlo. |
| |
| \item Na konci měření bylo pozorováno šíření mikrovln vlnovodem. Lecherovo vedení již proměřeno nebylo kvůli nedostatku času. |
| |
| \end{enumerate} |
| |
| \section{Závěr} |
| V úloze bylo ověřeno vlnové chování mikrovlnného záření. Tím, že byly pozorovány jeho vlastnosti známé z pozorování viditelného světla. |
| |
| \begin{thebibliography}{10} %REFERENCE |
| \bibitem{3} {http://praktika.fjfi.cvut.cz/Mikrovlny}{ -Zadání úlohy} |
| \bibitem{3} {http://praktikum.fjfi.cvut.cz/mod/resource/view.php?id=197}{ - Zadání úlohy [7.5.2012]} |
| \end{thebibliography} |
| |
| \end{document} |