微波特性与电子回旋共振技术的实验研究.docx

摘要：这这次实验中，导师提供了几种微波测量系统，最终在导师的帮助下选择了DH406A0型微波参数测量系统，这次实验中测量很多有关实验的微波基本参数例如：驻波比，频率。通过驻波比的测量，得出了其最大值和最小值的比值；通过对吸收峰的观察，发现其对应的频率为9630；由测量线中入射波的叠加驻波图与反射波的叠加驻波图，得出了波导波长=46.2；而通过微波功率频率图得出了介电常数；也得出了介电损耗角正切值等。这次研究分子的结构就是利用了微波波段电磁波量子的能量范围来进行实验的。

微波电子自旋共振实验测量的样品为含有自由基的有机物；苯基苦酸基联氨（DPPH）。因它未配对的“自由电子”。正是利用这种自由电子，自旋角动量却没有轨道角动量的特性来实验的。所以电子自旋共振现象可以在实验中轻松的观察到。本实验使用了测量直流磁场变化量的大小来确定正弦扫场的幅值。保持扫场不变，适当改变稳恒磁场的大小，当示波器显示的共振信号波形由三峰等间距变到二峰合一时[等间隔时]，稳恒磁场B0的变化量正好等于正弦扫场的幅值，因此可以确定扫场幅值。扫场是由正弦电流信号提供，所以扫场频率应与正弦电流信号同频，用示波器可以监测到正弦电流信号，采集信号并对信号做正弦拟合，终得到扫场信号。通过这个实验，明白了若电子旋磁矩处在恒定的磁场中时，会因为射频电磁场的作用出现磁能极间的共振跃迁现象，加深了对原子物理理解，也加深了对量子力学的理解。了解了在试验中使用的仪器是怎样的构造和应该怎么样使用该仪器，学会了在实验中怎么样应用实验仪器来测量DPPH中电子的朗德因子g，学会了应该怎么样用电子自旋共振测量波导波长，学会了有关实验的大部分微波器件的使用。

关键词：微波参数；驻波比；波导波长；DPPH样品；朗德因子g：扫场信号

目录

摘要

Abstract

1 微波参数测量实验原理与数据测量-1

1.1 电磁波的基本关系-1

1.2 矩形波导中波的传播-1

1.3 实验所用微波元件-3

1.4实验过程及数据处理-6

1.4.1微波波导波长的测量-6

1.4.2微波频率的测量-8

1.4.3微波的驻波比测量-9

1.4.4微波衰减量测量-11

2 电子回旋共振实验-13

2.1 实验原理-13

2.2 实验分析-15

2.3 实验总结-18

结    论-20

参 考 文 献-21

致    谢-22