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把这些电子原件按照图4.3的电路连接起来（注意，图4.3没有画出LM358的供电电源，相信读者通过阅读芯片的技术文档能够找到相关信息），可以先插在面包板上测试看电路是否工作，然后再焊接到“洞洞板”（或称万用板）上。对于没有电子实践基础的读者，这个看似简单的电路可能也会需要一些时间来琢磨和尝试。还记得我上大二时，第一次动手焊接一个调频话筒的电路，虽然当时已经有了丰富的理论知识—已经上过两个学期的电子技术课，但是连实际生活中的二极管长什么样我都没见过。书本上的理论是用一个个的公式来描述各种基本元件的性质，这就像看书学游泳一样，搁到水里那些理论全用不上了。我清楚地记得当时对“接地”这个概念颇为困惑（图4.3中的“ △”就表示接地）。难道我们要把这些导线插到泥土里面去吗？后来慢慢地明白，所谓的“地”就是电路中的一个电压参考点。以图4.3为例，就是把所有画了倒三角的线连到一起，并且把它们和供电电源的负极连起来。如果电路插在面包板上或者焊接好以后不工作的话，没有电子基础的读者可能会有点不知所措。其实高手都是从菜鸟成长起来的，面对第一次遇到的问题谁都会有些茫然，第二次遇到类似的问题就容易解决了。检测电路问题最得力的助手就是一个便宜、好用的万用表。而最先需要确认的就是电路中各个重要部件是否得到了合适的电源电压，例如这个电路中的运放是否得到了供电。确认这一点后，再检查其余各点的电压是否与预期的一致。这个电路中各点预期的电压取决于天线是否捕捉到了电磁波，所以就相对比较复杂。这种情况下，可以把天线暂时去掉，在运放正极输入端输入一个已知的电压（可以是用两个电阻把电源电压分出一部分来作为正极输入），这样电路中各点电压就有了预期值，再用万用表逐一检测看是否正确。读者在制作的过程中很可能会遇到这样或那样的问题，但是相信通过一番研究问题总是能够解决的，而那个时候的喜悦也是无法言表的！
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本制作对天线单边的长度没有严格的要求，在10~50cm都是可以的。如果研究深入一些的话，我们会了解到不同长度的偶极天线其敏感的波段是不同的。一般天线单边长度为所捕捉电磁波波长的1/4左右为最佳，即所谓“半波偶极天线”。但是我们要求没有那么高。
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电路焊接好以后如图4.5所示，你可能会注意到，我的天线折叠了起来，这是因为我在尝试不同天线长度对信号是否有影响（结果是几乎无影响）。读者也可以制作几个不同长度的天线，分别焊接到电路中看看测量到的信号是否有所不同。
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电路做好以后，把它放到微波炉门附近，如图4.6(A)所示，注意要把微波炉功率设置到最大（通常为10级），这样微波时刻都在产生，不然的话微波是间歇产生的。另外要把里面的转盘取出，并放一杯水。放一杯水是为了吸收大部分的微波，如果不放任何含水物质的话，微波炉很容易会因功率过大而烧毁（如何利用微波炉把气体电离见本章后面“探索与发现”一节）；而取出转盘是为了保持微波在空间中分布的稳定性，这样我们测量到的信号就不会有波动了。
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图4.5 焊接好的电路
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在微波炉未启动时，通过调节可变电阻，我们得到一个2.9V的直流输出，这是放大电路对输入端固有的一些电压差放大后的结果。图4.6(B)展示了微波炉启动后，电路输出读数降低了将近2.6V，这表明天线捕捉到的电磁波经过二极管整流以后，加到运放的输入端，抵消了一大部分固有的电压差。而图4.6(C)则表明，如果剪掉偶极天线的左半段，天线捕捉电磁波的能力明显下降，只能使得电路输出电压从2.9V降到1.03V。一般常见的天线，比如收音机上的天线、汽车上的天线都只有一根线伸出来，即只有偶极天线的一半。虽然这样的天线捕捉电磁波的效率有所下降，但是它的结构得到了简化。
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如果你觉得这个实验已经很神奇了，那么下面的实验将会更加精彩！我们将用这个简单的天线和放大电路，描绘出电磁波在空间中的分布，并且用它来测算出光的速度（即电磁波的速度）。
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如果我们能够移动这个天线装置，测量出距离微波炉由近到远各个地方微波的强度，那么就能形象地把电磁波在空间中的分布描绘出来。当然，我们可以手动地、一点一点地完成这个测量工作，但是现代科学实验中，这样的手工测量已经相当少了，取而代之的是自动化数据采集。为此，我搭建了如图4.7所示的“探路者”号机器人，它是用著名的乐高玩具“Mindstorm”套件搭建的，有一个可以编程控制的微型电脑（单片机），从而驱动机器人沿着垂直于微波炉的方向由近及远地运动。与此同时，它还不断采集从天线电路输出的电压，保存在微型电脑的存储器里（见图4.8）。等到它完成了一段路程的探索，我们就可以把数据下载到电脑上，用Excel把数据画成曲线，研究电磁波在这一段路程上的分布。这个机器人的搭建和编程是非常简单的，如果读者恰好有一套这样的玩具，很容易就能搭建好了。唯一需要注意的地方是，天线电路的输出端和乐高控制器连接需要用一个三极管进行过渡，关于这一点，请参考书籍Extreme NXT第8章，这些内容大家从网上就能够找到。如果大家手边没有这样一套玩具也无妨，稍微辛苦一点，每移动1cm，手工记录一个数据，这样也能得到非常漂亮的结果，或者利用便宜很多的单片机（比如后面很多章节将要用到的Arduino）来完成乐高的数据采集和小车驱动功能也是可以的。
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图4.6
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图4.7 探路者号机器人负载天线时的雄姿
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图4.8 探路者号机器人正准备启动
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那么探路者号记录下的电磁波分布是什么样的呢？如图4.9所示，电压信号随着与微波炉距离的增加有一些起伏，这个很有可能是电路自身的一些涨落与噪声引起的，因为下一次测量的起伏规律和这次又不尽一样了。如果天线离微波炉渐远，输出电压就会慢慢地上升到微波炉没有启动时的数值，即3V左右，对应于700～800的读数。
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图4.9 电磁波在空间中的分布
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图4.9的测量结果告诉我们，电磁波在各处的强度是基本一致的。但是，如果我们在离微波炉一定距离的地方放上一个反射器（任何一块金属板都可以，我用的是一个长方形的不锈钢烤盘，见图4.10），它能把从微波炉发射出来的微波反射回去，这样反射的波和入射的波就能形成干涉，从而产生驻波，于是电磁波在空间中的分布就大不一样了。
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图4.10 加入反射器（烤盘）以后，电磁波在空间中的分布大不一样了
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可能有些读者对于驻波不是很熟悉，下面我们来聊一聊驻波。驻波的英文名字叫作Standing Wave，直白的翻译就是站着不走的波，要理解它，最好从波的数学描述入手。假设一列电磁波从微波炉里发射出来，那么垂直于微波炉那条线上各点的电场强度可以用以下公式来描述：