基于MatlabGUI的干涉衍射实现方法的研究.pdf

《基于MatlabGUI的干涉衍射实现方法的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、总第２８３期计算机与数字工程Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．５２０１３年第５期Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆ＤｉｇｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ８５１＊基于ＭａｔｌａｂＧＵＩ的干涉衍射实现方法的研究宋璐１２３卫亚博冯艳平（１．陕西中医学院医学技术系咸阳７１２０４６）（２．平顶山学院电气工程学院平顶山４６７０００）（３．郑州职业技术学院电气电子工程系郑州４５０１２１）摘要在光的干涉和衍射理论的基础上，介绍了一种基于ＭａｔｌａｂＧＵＩ的干涉和衍射的仿真方法，并有针对性地设计了Ｍａｔｌａｂ程序，只需用户输入一些基本的设计参数，即可获得双缝干涉、单缝衍射、圆孔衍射或者光栅衍射

2、的图样和光强分布曲线，具有操作简单、使用方便和显示直观等特点，能够加深学生对波动光学的认识，并达到激发其学习兴趣的目的。关键词干涉；衍射；光学教学；Ｍａｔｌａｂ；ＧＵＩ中图分类号Ｏ４－３９ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂＧＵＩＳＯＮＧＬｕ１２３ＷＥＩＹａｂｏＦＥＮＧＹａｎｐｉｎｇ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｄｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｘｉａｎｙａｎｇ７１２０４６）（２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａ

3、ｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰｉｎｇｄｉｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ４６７０００）（３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０１２１）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａＭａｔｌａｂＧＵＩｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

4、ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｌｉｇｈｔ，ａｎｄｄｅｓｉｇｎｓａＭａｔｌａｂｐｒｏｇｒａｍｔａｒｇｅｔｅｄｏｎｉｔ．Ｕｓｅｒｓｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅｄｏｕｂｌｅｓｌｉｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｓｉｎｇｌｅｓｌｉｔｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｃｉｒｃｕｌａｒｈｏｌｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎｄｇｒａｔｉｎｇｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎａｎｄｔｈｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｎｌｙｂｙｉｎｐｕｔｉｎｇｓｏｍｅｂａｓｉｃｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓ

5、ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｕｓｅａｎｄｖｉｓｕａｌｄｉｓｐｌａｙａｎｄｓｏｏｎ．Ｉｔｃａｎｄｅｅｐｅｎｓｔｕｄｅｎｔｓｕｎｄｅｒ－ｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｗａｖｅｏｐｔｉｃｓ，ａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｒｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌｅａｒｎｉｎｇ．ＫｅｙＷｏｒｄｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｃａｌｔｅａｃｈｉｎｇ，Ｍａｔｌａｂ，ＧＵＩＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＯ４－３９修改仿真参数，得到的实验结果直观准确，并且由于图１引言形用户界面的使用，使其操作简单、使用方便，

6、有助于学在大学物理的波动光学中，干涉和衍射是两个最重要生对各种干涉、衍射现象的理解，激发其研究性学习兴的内容。但是由于光学实验仪器一般体型大，对仪器稳定趣。性要求高，而且搭建复杂光路和调试实验仪器也非常耗费２Ｍａｔｌａｂ程序法实现光的干涉时间，所以使用普通光学仪器来实现课堂教学难度较大。文献［１］介绍了一种光的干涉衍射综合试验仪，将光学元件Ｍａｔｌａｂ是由美国ＭａｔｈＷｏｒｋｓ公司出品的商业数学软整合在一个小型光学平台上，可配备计算机及相应的软件件，与其他计算机语言相比，具有更接近科技人员的思维方［６］，逐渐成为应用计算机辅助分来演示光学现象

7、，但结构较为复杂，在课堂上演示仍具有一式，编程效率更高等特点定的难度。而近年来，用计算机仿真模拟实现各种光学现析、设计、仿真及教学不可缺少的基础软件，是通用的科学［７］。象成为研究的热点，尤其是对Ｍａｔｌａｂ仿真软件的使用，其计算、数值仿真及数据可视化的重要工具中文献［２～３］介绍了用Ｍａｔｌａｂ程序代码来实现几种干涉这里以干涉中的杨氏双缝干涉为例，利用Ｍａｔｌａｂ的．ｍ和衍射现象的方法，得到的结果也较直观清晰，但对于没有文件编程实现了干涉的仿真，其理论依据可参考文献［８］或任何编程经验的学生来说，想要独立操作或者是修改仿真［９］，文中不再赘

8、述。参数，都将会是一件难以完成的任务。而文献［４～５］提出杨氏双缝干涉的Ｍａｔｌａｂ程序流程图如图１所示，程序了一种基于ＧＵＩ的干涉衍射现象的实现方法，文中将多种开