1、论文题目：微波法测量液体介电常数学院：物理学院 姓名：张锦华 年级：2010 级 学号：1221410042液体介电常数的微波测量一、实验原理在微波频率范围测量介质材料特性的方法有波导法、谐振腔法和空间波法.其中波导法也称为驻波法或测量线法，较为简便，本实验采用波导反射法测量液体介电常数。实验装置如图所示：若介质 1是空气，其电容率是 ( 为真空值)，介质 2是被测液体，01其电容率是 ，则液体的介电常数 2(1) 120/电磁波在这两种介质的无限空间中传输速度分别为(2)01v02v由(2)式求得 和 代入(1)式得21)/(v（3）将 、 和 、 代入（3）式中得到fv1f211/k22/
2、k1)(k（4）、 和 、 分别为电磁波在两种介质的无限空间中的波长和相应的传1212输波数， 为频率。f若电磁波在空气和液体界面之间垂直入射反射系数为2121/kkEri （5）和 分别是反射波和入射波的振幅。电压驻波比为rir1（6）对波导传输，波导中的 值分别为 和 ，且我们的情形有 于是kgk12 gk12(5)式便成ggkr1212（7）利用无限空间和波导内传播系数之间的关系和 212cgk2cgk（8）， 为截止波长， （ 为波导内径的宽边长)。将(7)式cck/ac代入（6）式得到gk12（9）将(8)式代入（4)式，利用(9)的关系整理得到21gc（10）由(10)式可见，只要
3、测得 和 即可求得 。g1在测量中发现随着波导插入液体的深度不同， 值有些起伏。为此需要在几个不同深度(最小深度为 5mm)下进行测量，测量晶体检波率做驻波曲线，对取平均；采用交叉读法测量 值。测量频率 ，计算出凡 ，将测量值与g1fg1计算值进行比较。2、实验数据处理样品 1：乙二醇第一次 第二次 第三次（ ）maxIA98.00 90.00 94.00（ ）minIA8.00 9.00 10.003.50 3.16 3.0724.3=5.35mm =10.00mm =28.10mm =32.70mm1x2x3x4xmg 75.431已知 ，由此将上述数据代入（10）式，可求的cc572.
4、62.8样品 2：蒸馏水第一次 第二次 第三次（ ）maxIA96.00 90.00 94.00（ ）in2.00 2.00 1.506.93 6.71 7.9219.7=22.70mm =16.90mm =39.90mm =45.55mmx2x3x4xmg 95.431已知 ，由此将上述数据代入（10）式，可求的cc572. 51.4三、实验反思最后需要说明的是本实验所用方法要求被测液体样品在液体顶面有足够的反射，而波在第二面的反射可忽略不计(这就要求被测液体足够的深或足够的长)，介质损耗小。 这个实验测量不仅可以作为高校近代物理实验教学，而且对于分子量大的液体物质采用此法测试将非常简便、精确(误差在 5%以内)。
