Doświadczenie Nr 1

1. Badanie własności Mikrofal – prawo odbicia

A)Wstęp teoretyczny

Nazwą mikrofale określamy taki rodzaj promieniowania magnetycznego, którego długość fali znajduje się pomiędzy podczerwienią i falą ultrakrótką. Zakres takiego promieniowania waha się według różnych źródeł pomiędzy 1mm (300 GHz), a 30 cm (J GHz), a długość fali między 10^-4 - 0,1 m.

Celem przeprowadzanego ćwiczenia jest zbadanie prawa odbicia na przykładzie promieniowania mikrofalowego. Główne zadanie polega, na doświadczalnym dowiedzeniu prawdziwości tego prawa.

Prawo odbicia informuje, że promień padania, promień odbicia i normalna (czyli prosta prostopadła do granicy ośrodków) leżą w jednej płaszczyźnie oraz kąt padania jest równy kątowi odbicia.

Dla zrealizowania powyższego zadania należało połączyć układ pomiarowy składający się z:

• Nadajnika - Odbiornika

• Goniometru – Uchwytu

• Płaszczyzny odbijającej

Nadajnik (będący diodą Gunna umieszczoną we wnęce rezonansowej) stanowi nasze źródło promieniowania mikrofalowego, dzięki zamieszczonej na nim metalowej tubie, możliwe jest jej odpowiednie ukierunkowanie.

Kolejnym elementem układu doświadczalnego jest odbiornik, który za pomocą metalowej tuby przechwytuje promieniowanie i umieszcza je w diodzie Schottky’ego. Na powierzchni odbiornika umieszczony jest miernik, który pozwala na odczytywanie napięcia wytworzonego na diodzie w wyniku jej reakcji na składową pola elektrycznego.

Układ ten spoczywa na ruchomych ramionach goniometru. Natomiast na zgięciu ramienia umieszczona jest płaszczyzna odbijająca w postaci metalowej płytki.

B)Opis Czynności pomiarowych

1. Przygotowanie zestawu pomiarowego poprzez umieszczeniu na nieruchomym ramieniu goniometru nadajnika, zaś na drugim, posiadającym możliwość ruchu odbiornika. Na środku goniometru ustawiamy podstawkę z przymocowaną metalową płytką odbijającą.

2. Włączenie odbiornika, a następnie nadajnika

3. Ustawienie kąta padania promieni na 20 stopni.

4. Poszukiwanie kąta odbicia poprzez poruszanie ramieniem goniometru w celu znalezienia największych wskazań miernika na odbiorniku.

5. Powtórzenie czynności dla kątów z zakresu 20 -70, z krokiem co 10 stopni.

C) Tabela Pomiarów Kątów

Kąt padania α (stopnie)	Kąt odbicia β (stopnie)
20	18
30	31,5
40	42
50	51
60	59
70	60 *

* Pomiary dla kątów powyżej 70 stopni, są pomiarami niewłaściwymi, ponieważ dochodzi do przekazywania fali bezpośrednio z nadajnika do odbiornika, dlatego są one odrzucone z dalszych rozważań.

D) Wykres

Na wykres naniesione zostały punkty obrazujące zależność między kątami padania i odbicia z uzyskanych pomiarów, a także prosta, której parametry wyliczono metodą najmniejszych kwadratów.

Równanie prostej: y= 1,015x -0,3

a= 1,015 ᅀa = 0.062115

b= -0,3 ᅀb = 2.63534

korelacja : 0.99443

E) Wnioski