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1、2010~2011学年第一学期MATLAB课程1、用MATLAB语言,绘制SPR理论中rp、rs、R对于入射角和折率比值n=n1/n2的二维和三维图形,其中n的范围为(0.6,1.5),并结合每一个图形分析其特点及物理意义。(其中rp为反射光中平行分量的反射系数;rs为反射光中垂直分量的反射系数;R-反射率;n1、n2分别表示两种不同介质的折射率)答案:程序:(1)%反射系数r,和反射率R与折射率之比n的关系;clear;clc;clf;n=0.6:0.05:1.5;zeta1=pi/10;%入射角zeta2=real(asin(n.*sin(zeta1)));%折射角
2、rpz=-n.*cos(zeta2)+cos(zeta1);%平行分量反射部分分子rpm=n.*cos(zeta2)+cos(zeta1);%平行分量反射部分分母rp=rpz./rpm;%平行分量反射系数rsz=n.*cos(zeta1)-cos(zeta2);%垂直分量反射部分分子rsm=n.*cos(zeta1)+cos(zeta2);%垂直分量反射部分分母rs=rsz./rsm;%垂直分量反射系数Rp=rp.^2;%平行分量反射率Rs=rs.^2;%垂直分量反射率t=0.6:0.005:1.5;y=0;y1=-0.4:0.005:0;t1=1;plot(n,rp,
3、'c',n,rs,'*:',n,Rp,'k-',n,Rs,'g',t,y,'-',t1,y1,'-')text(1.3,-0.1,'rp');text(1.2,0.09,'rs');text(0.65,0.023,'Rp');text(0.65,0.065,'Rs');text(0.9,-0.2,'(n<1)');text(1.2,-0.2,'(n>1)');title('relationshipsbetweenrp,rs,Rp,Rsandn=n1/n2');xlabel('n=n1/n2');ylabel('rorR');(1)分析其物理意义:(取入射角pi/10,小
4、于Brewster角,小于临界角)当n<1(光疏到光密介质)时,反射光中垂直分量(s)的反射系数rs<0,说明反射光中s分量与入射光中的s分量相位相反;而p分量,即平行分量,其反射系数rp>0,说明反射光中p分量与入射光中的p分量相位相同。当n=1时,相当于光束在同一种介质中传输,因此无反射,反射系数为零;当n>1(光密到光疏介质)时,反射光中rs>0,说明反射光中s分量与入射光中的s分量相位相同;而p分量rp<0,说明p分量在两种介质中相位相反。(2)(2-1)%反射系数r,和反射率R与入射角x的关系(n<1);clear;clc;clf;n=0.6:0.05:1.5
5、;zeta1=pi/10;%入射角zeta2=real(asin(n.*sin(zeta1)));%折射角rpz=-n.*cos(zeta2)+cos(zeta1);%平行分量反射部分分子rpm=n.*cos(zeta2)+cos(zeta1);%平行分量反射部分分母rp=rpz./rpm;%平行分量反射系数rsz=n.*cos(zeta1)-cos(zeta2);%垂直分量反射部分分子rsm=n.*cos(zeta1)+cos(zeta2);%垂直分量反射部分分母rs=rsz./rsm;%垂直分量反射系数Rp=rp.^2;%平行分量反射率Rs=rs.^2;%垂直分量反
6、射率Brewster=acot(n)*180/pi;%布鲁斯特角y=0;y1=-1:0.005:0;plot(x,rp,x,rs,x,Rp,x,Rs,x,y,Brewster,y1,'c:');text(10,0.25,'rp');text(40,-0.2,'rs');text(77,0.1,'Rp');text(72,0.3,'Rs');text(28.5,-0.6,'Brewsangle56.3099->')xlabel('x/angle');ylabel('rorR');title('Therelationshipsofrp,rs,Rs,Rpandincident
7、angle/x
8、
9、(n<1)');(2-1)分析其物理意义:当光由光疏介质入射到光密介质时,rs<0,说明反射光中s分量的相位与入射光中的相位相反;而对于p分量,当入射角小于布鲁斯特角时,rp>0,说明此范围内,反射光与入射光中的p分量相位相同;在大于布鲁斯特角时,rp<0,说明反射光与入射光中的p分量相位相反。在布鲁斯特角处,rp=0,Rp=0,即反射光中无平行分量,只有垂直分量。(2-2)%反射系数r,和反射率R与入射角x的关系(n>1);clear;clc;clf;n1=1.5;n2=1.0;n=n1/n2;zeta1=linspa