北京大学：《近代物理实验 Modern Physics Laboratory》课程教案（独立实验）_7-2 用传输式谐振腔观察铁磁共振

7-2用传输式谐振腔观察铁磁共振(教案) 实验的目的要求: 1.了解反射式速调管产生微波的原理、工作特性和传输式谐振腔的谐振特性; 2.了解用谐振腔观测铁磁共振的测量原理和实验调件。通过观察样品的铁磁共振现象和测 定样品相关的物理量,认识磁共振的一般特性 教学内容: 1.观察速调管的振荡模,测量振荡模的中心频率和电子调谐范围 2.观察传输式谐振腔的谐振曲线,测量腔的有载品质因素Ω; 3.把微波作为硏究手段,通过铁磁共振的方法,研究微波铁氧体的物性。实验中具体测量 样品的铁磁共振场H和度量该样品磁损耗大小的重要参数——铁磁共振线宽H,从而 确定样品的旋磁比、朗德因子和驰豫时间。 实验过程中可能涉及的问题:(有的可用于检查预习的情况,有的可放在实验室 说明牌上作提示,有的可在实验过程中予以引导,有的可安排为报告中要回答的 问题,不同的学生可有不同的要求) 1.了解反射式速调管的结构和工作特性;速调管的中心频率由什么因素决定;怎样确定振 荡模的中心频率和电子调谐范围; 2.了解吸收式波长计测量频率的原理和操作方法 3.测量过程中我们是用检波电流来表示微波功率的,这样做的依据是什么; 4.了解传输式谐振腔的谐振原理;理论上要求通过腔的传输系数随频率的变化曲线来确定 腔的有载Q值,但实验中我们是通过观测腔的输出功率随频率的变化曲线来确定QL值 的,这样处理的依据是什么;或者说,要满足什么样的条件,才能这么做 5.什么是铁磁共振;产生铁磁共振的条件什么;怎样测量共振曲线H-H; 6.通过微扰论的处理方法,将不可直接观测的-H曲线转变成可观测的P-H曲线。 根据P一H曲线怎样测定共振场H和共振线宽AH; 7.用铁磁共振方法测量微波磁性材料的H时,需要先确定半共振点所对应的功率Pn,公 式(7-2-9)与(7-2-11)分别在什么情况下使用; 8.为什么在传输式谐振腔中有磁性样品时,腔的谐振频率会随外加稳恒磁场的改变而发生 变化,并且在空腔的谐振频率后上下波动,即产生所谓频散效应 9.在逐点测量P一H曲线时,我们要求磁场的改变应单调增加或单调减少,为什么?

7-2 用传输式谐振腔观察铁磁共振（教案） 实验的目的要求： 1．了解反射式速调管产生微波的原理、工作特性和传输式谐振腔的谐振特性； 2．了解用谐振腔观测铁磁共振的测量原理和实验调件。通过观察样品的铁磁共振现象和测 定样品相关的物理量，认识磁共振的一般特性、 教学内容： 1． 观察速调管的振荡模，测量振荡模的中心频率和电子调谐范围； 2． 观察传输式谐振腔的谐振曲线，测量腔的有载品质因素 QL; 3． 把微波作为研究手段，通过铁磁共振的方法，研究微波铁氧体的物性。实验中具体测量 样品的铁磁共振场 Hr 和度量该样品磁损耗大小的重要参数——铁磁共振线宽ΔH，从而 确定样品的旋磁比、朗德因子和驰豫时间。 实验过程中可能涉及的问题：（有的可用于检查预习的情况，有的可放在实验室 说明牌上作提示，有的可在实验过程中予以引导，有的可安排为报告中要回答的 问题，不同的学生可有不同的要求） 1. 了解反射式速调管的结构和工作特性；速调管的中心频率由什么因素决定；怎样确定振 荡模的中心频率和电子调谐范围； 2. 了解吸收式波长计测量频率的原理和操作方法； 3. 测量过程中我们是用检波电流来表示微波功率的，这样做的依据是什么； 4. 了解传输式谐振腔的谐振原理；理论上要求通过腔的传输系数随频率的变化曲线来确定 腔的有载 QL值，但实验中我们是通过观测腔的输出功率随频率的变化曲线来确定 QL值 的，这样处理的依据是什么；或者说，要满足什么样的条件，才能这么做； 5. 什么是铁磁共振；产生铁磁共振的条件什么；怎样测量共振曲线 '' μ − H ; 6. 通过微扰论的处理方法，将不可直接观测的 '' μ − H 曲线转变成可观测的 P－H 曲线。 根据 P－H 曲线怎样测定共振场 Hr 和共振线宽ΔH； 7. 用铁磁共振方法测量微波磁性材料的ΔH 时，需要先确定半共振点所对应的功率 P1/2，公 式（7-2-9）与（7-2-11）分别在什么情况下使用； 8. 为什么在传输式谐振腔中有磁性样品时，腔的谐振频率会随外加稳恒磁场的改变而发生 变化，并且在空腔的谐振频率 f0 上下波动，即产生所谓频散效应； 9. 在逐点测量 P－H 曲线时，我们要求磁场的改变应单调增加或单调减少，为什么？