99 (40)

13. Wyznaczanie rozkładu natężenia pola mikrofalowego... 99

diody półprzewodnikowej. W wyniku doprowadzenia do detektora mocy mikrofalowej na jego wyjściu pojawia się sygnał prądowy, który jest proporcjonalny do natężenia promieniowania.

Detektor umocowany jest w układzie mogącym się poruszać prostopadle do kierunku osi rozchodzenia się mikrofal. Za jego ruch odpowiedzialny jest silnik uruchamiany trójpozycyjnym przełącznikiem. Kierunek przesuwu zależy od wybranej pozycji przełącznika. Silnik obraca oś wielozwojowego potencjometru (heli-potu) równocześnie z podawanym napięciem stałym. Spadek napięcia na potencjometrze jest proporcjonalny do przesuwu diody.

Prąd z diody detekcyjnej, proporcjonalny do natężenia padającej na nią fali elektromagnetycznej, jest doprowadzony na wejście wzmacniacza o regulowanym wzmocnieniu, a następnie na wejście przetwornika A/C (analogowo-cyfrowego).

Na drugi kanał tego przetwornika podawane jest napięcie z potencjometru śledzącego ruch diody detekcyjnej.

Dane o napięciu podawanym na wejścia przetwornika A/C (odpowiadające położeniu detektora oraz natężeniu pola mikrofalowego) są przesyłane do komputera i rejestrowane z wykorzystaniem programu Science Workshop. Program umożliwia rejestrację rozkładu natężenia pola mikrofalowego, powstającego w wyniku dyfrakcji i interferencji na dwu szczelinach, w zależności od położenia detektora. Wartość kąta ugięcia a można wyznaczyć z zależności:

a = arctg(x/y),    (13.23)

gdzie x jest odległością punktu pomiarowego od osi symetrii układu, a y — odległością płaszczyzny szczelin od prostej, po której porusza się detektor (rys. 13.4).

Na podstawie kąta odpowiadającego położeniom maksimów i minimów interferencyjnych można wyznaczyć długość fali z zależności:

dś\na~m?L, jw = 0, ±1, ±2, ±3,... (maksimum),    (13.24)

d sin a = (m + pp m = 0, ±1, ±2, ±3,... (minimum). (13.25)

Po umieszczeniu w układzie pojedynczej szczeliny można zarejestrować rozkład kątowy natężenia pola mikrofalowego w wyniku dyfrakcji. Gdy znamy długość mikrofal wyznaczoną z pomiarów interferencyjnych, możemy wyznaczyć krzywą teoretyczną rozkładu natężenia pola mikrofalowego na podstawie wzoru (13.17).

Przebieg ćwiczenia

1.    Włączyć wszystkie przyrządy, poczekać kilka minut na ustabilizowanie warunków pracy klistronu.

2.    Uruchomić program Science Workshop i wgrać moduł mf ale. sws.

3.    U stawić diodę detekcyjną w osi symetrii układu.

4 Usteiwć tły)ć>/22?l£2?} i2Jbt?wt))ó)5frDD}) w wUg&pJpj około 15 cm od szczeliny.