Bx?B//?cosD,By?B//?sinD,Bz?B//tgI,B2//?B2x?B2y,B2?B2//?B2z B?B//?secI?Bz?cscI；tgD?ByBx （1）
如果知道其中独立的三个，其它四个就可以计算出来。确定某一点的地磁场通常用
磁偏角，磁倾角和水平分量B//三个独立要素。
2. 利用正切电流计算原理，测定地磁场的水平分量B||
在奥斯特（Oersted）发现电流的磁效应后不久，毕奥一沙筏尔（Biot-Savert）随后就找出一个很有用的磁场公式。如图3所示，将通电流的导线长S分成无数小线段△S，则每一小段△S对于P点的磁场都会有贡献：
?B??0?Ssin??i? （2） 4?r2其中r为P点和△S的距离； Ф为OP与△S间的夹角；
???4??10?7N/A2为常数。
式（2）又称为毕奥─沙筏尔定理。在一定距离r下，△B在Ф＝90时最大，Ф＝0时最小。磁场△B的方向与△S和OP线所构成的面垂直。
一个圆形导线在圆心所产生的磁场很容易由式（2）计算得知，这时△S和P点的距离r一定，而且sinФ＝sin90＝1，所以 ?S1??S2????Sn?2?r
O
O
O
故B??0i?i?2(2?r)?0 4?r2r （3）
很明显的，磁场B的方向为垂直于圆圈面的方向(以安培右手定则判断)。
若式（2）和式（3）中，B以特斯拉为单位，S和r以米为单位。对于n圈的磁场为：
B??0ni2r （4）
在正切电流计中，圆形线圈产生的磁场和地球磁场水平分量所合成的磁场方向可由一
指南针来测得。若B||表示在线圈中心位置的地球磁场水平分量，而将线圈置铅直并在磁子午面上，则线圈所产生磁场H和地磁水平分量B||方向互相垂直，假定测量的磁针长度很小，则对此磁针两极m和-m所受的磁力大小一样，都是在圆圈中心处B和B||的合成磁场，如图
4所示，因此，此磁针会与磁（mN-mS）南北向（即线圈没电流通过时的磁针指向）有θ角的偏转。由于在一定电流下的磁针会平衡在这偏转的角度上，所以H和HO所生的力偶应该大小相等，也就是说
mB(PO?OP`)?mB||(QO?OQ`) （5）
或mH?NScos??mB||?NSsin? （6）
故
B= B||tanθ
（7）
式（7）代入式（4）B||??0ni （8）
2rtan?根据（8）式，测定时磁针偏转角度的正切值、线圈匝数n和线圈内电流i，就可间接
00
测量地磁场分量，磁针之偏角不宜太大和太小，一般在15～75间为佳。
3. 正切电流计的组成
在THQDF-1地磁场分量实验仪中，如图5，圆形线圈由TH-CS1数显恒流源提供电流，产生磁场。在线圈中心位置磁场相对均匀，可有式（4）准确得到。圆形线圈产生的磁场和地球磁场水平分量所合成的磁场方向可由一地质罗盘仪测得。
地质罗盘式样很多，但结构基本是一致的，我们常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成，地质罗盘仪结构如图6所示。
其磁针一般为中间宽两边尖的菱形钢针，安装在底盘中央的顶针上，可自由转动，也可按住磁针固定螺旋制动，测量前磁针自由摆动，最后静止时磁针的指向就是磁针子午线方
O
向。进行测量时磁针指示角度由水平刻度盘读出，读数精度1。
四、实验内容与步骤
1．将地质罗盘仪放置到罗盘仪支架上，使水平刻度盘的0～1800刻度线和线圈平行；调节整个实验仪的方向，使罗盘仪的磁针指向水平刻度盘的0～1800刻度线。
2．调节实验仪的4个底脚，使罗盘仪的底盘水准器中的气泡处于水准器中央。此过程中如磁针偏离0～1800刻度线重复步骤一。
3．将直流数显恒流源的输出接到励磁线圈，分别接com和100匝。励磁电流选择100mA每隔5mA记录一次磁针的偏转角度，改变励磁电流的方向重复记录一组数据。
五、实验报告
1．根据实验记录的数据，利用（8）式直接计算地磁磁感应强度水平分量B//。求平均值得出地磁磁感应强度水平分量。 线圈匝数：n＝ 励磁电流i（A） 偏转角度θ1 线圈半径：r＝ 反向励磁电流i`（A） 偏转角度θ2 θ=(θ1+θ2)/2 B||??0ni 2rtan? 2．根据实验记录的数据，设A＝n.i，B=r.tanθ作A-B曲线，其斜率为k，则k.uo/2即为地磁感应强度水平分量B//。
六、注意事项
1．正切电流计的线圈必须与地磁成水平;。 2．实验时仪器勿靠近铁磁物质。
3．10匝线圈的平均半径r＝100mm，20匝线圈平均半径r＝101mm，30匝线圈的平均半径r＝102mm，50匝线圈的平均半径r＝103mm，100匝线圈的平均半径r＝105mm。
微波分光仪实验
1、布拉格衍射实验
1）目的：
任何的真实晶体，都具有自然外形和各向异性的性质，这和晶体的离子、原子或分子在空间按一定的几何规律排列密切相关。
晶体内的离子、原子或分子占据着点阵的结构，两相邻结点的距离叫晶体的晶格常数。真实晶体的晶格常数约在10-8厘米的数量级。X射线的波长与晶体的常数属于同一数量级。实际上晶体是起着衍射光栅的作用。因此可以利用X射线在晶体点阵上的衍射现象来研究晶体点阵的间距和相互位置的排列，以达到对晶体结构的了解。 2）原理
本实验是仿照X射线入射真实晶体发生衍射的基本原理，人为的制作了一个方形点阵的模拟晶体，以微波代替X射线，使微波向模拟晶体入射，观察从不同晶面上点阵的反射波产生干涉应符合的条件。这个条件就是布拉格方程，即当微波波长为?的平面波入射到间距为a（晶格常数）的晶面上，入射角为?，当满足条件n??2aCos?时（n为整数），发生衍射。衍射线在所考虑的晶面反射线方向。在一般的布拉格衍射实验中采用入射线与晶面的夹角（即通称的掠射角）
?，这时布拉格方程为n??2aSin?。我们这里采用入射线与晶面法线的夹角（即
通称的入射角），是为了在实验时方便。 3）系统构建
系统布置如图1所示。模拟晶体球应用模片调得上下左右成为一方形点阵，模拟晶体架上的中心孔插在支架上与度盘中心一致的一个销子上。当把模拟晶体
架放到小平台上时，应使模拟晶体架晶面法线一致的刻线与度盘上的0刻度一致。为了避免两喇叭之间波的直接入射，入射角取值范围最好在30度到70度之间。
图1 布拉格衍射实验系统构建图
4）实验操作
先把模拟晶体架晶面法线与入射线调为30度（此为起始角度），活动臂与入射线调为60度。逆时针匀速转动DH926B型微波分光仪的圆盘改变入射角，要求一次转动10度。然后逆时针匀速转动活动臂，要求一次转动20度。如此交替转动直到入射线与活动臂成140度。随着活动臂的移动改变相应的反射角，表头显示的电压值也相应的改变。按照不同的入射角和相应的反射角分别记录相应的电压值，然后，绘制布拉格衍射曲线。
2、极化波的产生/检测
1）原理
波的极化是用以描述电场强度空间矢量在某点位置上随时间变化的规律。无论是线极化波、圆极化波或椭圆极化波都可由同频率正交场的两个线极化组成。若他们同相（或反相）、等幅（或幅度不等）其合成场的波认为线极化波；若它