光学衍射和干涉现象的计算机仿真

《光学衍射和干涉现象的计算机仿真》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、光学衍射和干涉现象的计算机仿真光学衍射和干涉现象的计算机仿真目录摘要2Abstract3引言4一光的衍射现象的仿真51．1光的衍射现象51．2惠更斯—菲涅耳原理51．3夫朗和费衍射71．3．1夫朗和费矩形孔衍射理论71．3．2夫朗和费矩形孔衍射实验的MATLAB仿真81．3．3夫朗和费圆孔衍射理论101．3．4夫朗和费圆孔衍射实验的MATLAB仿真111．3．5夫朗和费单缝衍射理论121．3．6夫朗和费单缝衍射实验的MATLAB仿真131．3．7夫朗和费多缝衍射理论151．3．8夫朗和费多缝衍射实验的MATLAB仿真16二光的干涉现象的仿真182．1

2、光的干涉理论分析182．2杨氏双缝干涉的MATLAB仿真19三结束语22参考文献22致谢2222光学衍射和干涉现象的计算机仿真光学衍射和干涉现象的计算机仿真摘要介绍了夫朗和费矩形孔、圆孔、单缝和多缝四种衍射，并通过MATLAB软件对其做了计算机仿真，获得了衍射图样和光强分布图。同时还分析了光的干涉的基本理论，通过MATLAB软件对杨氏双缝干涉实验进行了计算机仿真，获得了干涉图样和光强分布图。并对改变实验参数所获得的条纹图样进行了对比分析，得出的结果和实际理论推导都相一致，为实际中的理论分析和实验教学提供了方便。关键词：衍射，干涉，MTALAB，计算机

3、仿真.22光学衍射和干涉现象的计算机仿真Abstract  IntroducedFraunhoferrectangularhole,hole,slitandmultipleslitdiffractionoffourandtheirmadebyMATLABsoftware,computersimulationandopticaldiffractionpatternsobtainedintensitydistribution.AlsoanalyzedthebasictheoryofinterferenceoflightthroughtheMATLABso

4、ftwareonYoung'sdoubleslitexperiment,computersimulation,obtainedinterferencepatternandintensitydistribution.Andchangingtheexperimentalparametersobtainedfringepatternwerecompared,theresultsandtheactualtheoreticalanalysisareconsistentwiththepracticeofteachingtheoryandexperimentpro

5、videsaconvenient.Keyword：Diffraction,Interference,MATLAB,Computersimulation.22光学衍射和干涉现象的计算机仿真引言光的干涉和衍射是光学里最基本也是最重要的两种特性，为了加深对衍射和干涉的了解，其中的一些概念、原理往往需要用实验来进行验证，但是在现实的教学中，很多实验参数是现有设备所不能提供的，这就给实验操作带来了极大的限制，从而不能满足需求。因此，开创新的教学模式是非常有必要，也是迫在眉睫的事。为了解决实验硬件设备所不能提供的需要问题，计算机仿真就成了一种新的趋势。方便，准确

6、，是软件仿真的突出点。它能够准确的把实验理论数据通过计算机仿真展现，避免了一些贵重仪器的经常性使用，并且能够把一些复杂的理论概念形象生动的展现出来，让学生更容易接受和掌握。MATLAB拥有强大的数值计算和图形处理功能，其中很多的指令表达式与数学、工程中常用的形式相似，简单易学。本文就通过MATLAB强大的科学数值计算和出色的图形处理功能对夫朗和费衍射和杨氏双缝干涉实验进行了分析和图样仿真。22光学衍射和干涉现象的计算机仿真一光的衍射现象的仿真1．1光的衍射现象光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，所发生的偏离直线传播的现象。光的衍射，也可以叫光的

7、绕射，既光可绕过障碍物，传播到障碍物的几何阴影区域中，并在障碍物后的观察屏上呈现出光强的不均匀分布。通常将观察屏上的不均匀光强分布称为衍射图样。图1-1光的衍射现象让一个足够亮的点光源S发出的光透过一个圆孔Σ，照射到屏幕K上，并且逐渐改变圆孔的大小，就会发现：当圆孔足够大时，在屏幕上看到一个均匀光斑，光斑的大小就是圆孔的几何投影；随着圆孔逐渐减小，起初光斑也相应的变小，而后光斑开始模糊，并且在圆斑外面产生若干相间的同心环带，当使用白色光源时，这是一组色彩相间的彩色环带；此后再使圆孔变小，光斑及圆环不但不跟着变小，反而会增大起来。这就是光的衍射现象。光

8、的衍射现象与光的干涉现象就其实质来讲，都是相干光叠加引起的光强的重新分布，所不同之处在于，干涉现象是有限个相