英语原文共 4 页
移动设备辅助下的电磁波极化教学
摘要
本文以波的极化为主题，介绍了在移动设备的辅助下电磁学的教与学。我们利用广泛可用的智能手机和平板电脑等移动设备的可用性，并利用其基于触摸的交互性来辅助教学和学习。该应用程序的教育方面将会详细介绍，特别强调了应用程序的教学和学习方面以及教师和学生如何充分利用它来实现教学和学习目的。还会提供从学生收集的反馈数据，以评估他们对应用程序的反应。
- 背景
电磁波电场强度的取向和幅值随时间而变化的性质，在光学中称为偏振。如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极化电磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。
对于单一频率的平面极化波，极化曲线是一椭圆（称极化椭圆），故称椭圆极化波。顺传播方向看去，若电场矢量的旋向为顺时针，符合右螺旋法则，称右旋极化波；若旋向为逆时针，符合左螺旋法则，称左旋极化波。按极化椭圆的几何参数。可直观地对椭圆极化波作定量描述,即轴比 rho;（长轴与短轴之比）。
发射和接收电磁波的天线都具有确定的极化性质，可根据其用作发射天线时在最强辐射方向上的电磁波极化而命名。例如，水平或垂直极化天线辐射水平或垂直极化波；右旋或左旋（椭）圆极化天线辐射右旋或左旋（椭）圆极化波。通常为了在收发天线之间实现最大的功率传输，应采用极化性质相同的发射天线和接收天线，这种配置条件称为极化匹配。
有时为了避免对某种极化波的感应，采用极化性质与之正交的天线，如垂直极化天线与水平极化波正交；右旋圆极化天线与左旋圆极化波正交。这种配置条件称为极化隔离。
此外，在遥感、雷达目标识别等信息检测系统中,散射波的极化性质还能提供幅度、相位信息之外的附加信息。极化
在电动力学中，极化（或偏振）是波（如光和其他电磁辐射）的一个重要特性。与纵波如常见的声波不同，电磁波是三维的横波，正是由于其矢量特性，从而产生出极化这一现象。
二、介绍
教授三级电磁（EM）课程具有挑战性，因为它涉及许多复杂的数学表达式和难以阐明的概念。为加强新课程的教学和学习，我们付出了相当大的努力，其中，基于计算机的软件和基于网络的应用程序已经开发出来，为学生提供可视化以帮助他们理解各种EM主题。然而，由于触摸的交互性有限，计算机和基于网络的软件提供的可视化不足，同时也无法提供无缝学习。
我们将利用广泛使用的智能手机和平板电脑等移动设备的可靠性，并利用其基于触摸的交互性来辅助教学和学习。我们之前在移动设备上设计了一个微带电路工具包应用程序，它有助于微波电路设计的教学和学习，本文中，我们介绍了移动设备辅助教学和学习EM波导极化的主题，实际上，极化表示在工程中的许多领域中遇到的一般矢量，其涉及在3D空间中分布的矢量场并且在自然界中是动态的（随时间变化）。关于波偏振应用的2D可视化的初步工作已经在，该应用程序也已扩展到包括3D动画。但是，仅讨论了应用程序的技术细节和功能，而应用程序的教育方面尚未在其中进行彻底强调，在这项工作中将详细讨论其教育方面。特别是，应用程序的教学和学习以及教师和学生如何充分利用它来实现教学和学习目的，此外还将呈现从学生处收集的反馈数据，以评估他们对应用程序的响应。
三、分类
线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。电场的两个分量没有相位差（同相）或相位差为180度（反相）时，合成电场矢量是直线极化。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。
若电场矢量在空间描出的轨迹为一个圆，即电场矢量是围绕传播方向的轴线不断地旋转，则称为圆极化波。
E极化波：
平面电磁波入射波的E波沿Y方向极化，称E极化波。也称TE波 。
H极化波：
平面电磁波入射波的H波沿X方向极化，称H极化波。也称TM波。
右旋极化波：
一个椭圆的或圆的极化波，它的电场向量在任一正交于传播方向的固定平面内，沿着传播方向观察时，随着时间沿右手或顺时针方向旋转。
左旋极化波：
一个椭圆的或圆的极化波，它的电场向量在任一正交于传播方向的固定平面内，沿着传播方向观察时，随着时间沿左手或逆时针方向旋转。
圆极化波：
圆极化波可由两正交且具有90度相位差的分量合成产生，根据矢量端点旋转方向的不同，圆极化可以是右旋的，也可以是左旋的。
具体判断可按如下方式进行：将右手大拇指指向电磁波的传播方向，其余四指指向电场强度E的矢端并旋转，若与E的旋转一致，则为右旋圆极化波；若与E的旋转相反，则为左旋圆极化波。
四、教与学方面及学生的反馈
我们的移动应用程序在App Store上称为EMpolarization。它具有许多互动功能，不仅可以让学生学习和可视化电磁极化，还可以帮助教师进行教学。图1显示了Apple iPad上应用程序的概述，教师和学生能够以时域或相量形式输入电场x和y
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
