梁蘭菊,田貴才,張?jiān)Ｊ?/p>

(棗莊學(xué)院 物理與電子工程系,山東 棗莊 277160)

光學(xué)衍射實(shí)驗(yàn)的MAT LAB仿真

梁蘭菊,田貴才,張?jiān)Ｊ?/p>

(棗莊學(xué)院 物理與電子工程系,山東 棗莊 277160)

本文基于光學(xué)單縫、圓孔和多縫衍射進(jìn)行了理論分析,通過MATLAB對(duì)單縫、圓孔多縫衍射進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真,研究結(jié)果為光學(xué)衍射實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的教學(xué)手段.

光學(xué);衍射實(shí)驗(yàn);MATLAB仿真＊

0 引言

光學(xué)試驗(yàn)中衍射實(shí)驗(yàn)是非常重要的實(shí)驗(yàn).光的衍射是指光在傳播過程中遇到障礙物時(shí)能夠繞過障礙物的邊緣前進(jìn)的現(xiàn)象,光的干涉和衍射現(xiàn)象為光的波動(dòng)說提供了有力的證據(jù).衍射系統(tǒng)一般有光源、衍射屏和接受屏組成,按照它們相互距離的大小可將衍射分為兩大類,一類是衍射屏與光源和接受屏的距離都是無窮遠(yuǎn)時(shí)的衍射,稱為夫瑯禾費(fèi)衍射,一類是衍射屏與光源或接受屏的距離為有限遠(yuǎn)時(shí)的衍射稱為菲涅爾衍射[1～3],按照衍射屏狹縫的形狀可分為單縫、圓孔和多縫等衍射[4～6].本文主要用MAT LAB語言仿真光學(xué)實(shí)驗(yàn)中單縫、圓孔和多縫衍射的變化規(guī)律,為光學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供新的教學(xué)手段.

1 光學(xué)衍射實(shí)驗(yàn)的MATLAB仿真

1.1 單縫衍射實(shí)驗(yàn)的MAT LAB仿真

在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中我們模擬的是單縫衍射條紋與光強(qiáng)的分布,單縫衍射中相對(duì)光強(qiáng)為其中 a為縫寬當(dāng)縫寬不變時(shí),通過改變?nèi)肷涔獠ㄩL仿真得到圖1,其中圖1(b)圖的波長比圖1(a)圖的長,可見波長越長衍射效果越顯著.當(dāng)入射光波長不變,改變縫寬時(shí)得到圖2,其中圖2(b)圖的縫寬比圖2(a)圖的小,可見縫寬越小衍射效果越顯著.

圖1 波長改變單縫衍射條紋與光強(qiáng)的分布

圖2 縫寬改變單縫衍射條紋與光強(qiáng)的分布

1.2 圓孔衍射實(shí)驗(yàn)的MAT LAB仿真

圖3 圓孔衍射圖像和光強(qiáng)分布圖

1.3 多縫(光柵)衍射實(shí)驗(yàn)的MAT LAB仿真

圖4 多縫(光柵)衍射圖像和光強(qiáng)分布圖

2 結(jié)論

本文通過光學(xué)衍射實(shí)驗(yàn)的MATLAB仿真,得到了衍射圖像的變化,結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,MATLAB在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用為光學(xué)實(shí)驗(yàn)教師提供了一種新的教學(xué)手段和思路,也體現(xiàn)了MATLAB和光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合的重要性.

[1]鐘曦旭,楊萬民,唐純青.MATLAB及其在大學(xué)物理課堂中的應(yīng)用[M].西安:陜西師范大學(xué)出版社,2006:281～288.

[2]姚啟鈞.光學(xué)教程[M].北京:高等教育出版社,2005:93～125.

[3]張志涌.精通Matlab6.5[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007:238～253.

[4]梁蘭菊.MATLAB在力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].長春師范學(xué)院學(xué)報(bào),2008,27(2):120～123

[5]梁蘭菊.菲涅耳衍射試驗(yàn)的模擬與仿真[J].棗莊學(xué)院學(xué)報(bào),2008,25(5):40～44.

[6]梁蘭菊,田貴才,張?jiān)Ｊ说?光學(xué)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用結(jié)合的教學(xué)改革與研究 [J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2009,25(11):179-180.

[責(zé)任編輯:陳慶朋]

Abstract:Based on the theory of optical single-slit diffraction,Round-aperture Diffraction multi-slit diffraction.we s imulated the results of optical single-slit diffraction,Round-aperture Diffraction multi-slit diffraction usingMATLAB。it provides a new way for teach optical theory and experiment.

S imulation of Optic D iffraction Exper imen Based on MATLAB

L IANGLan-ju,T IAN Gui-Cai,ZHANG Yu-Shi
(.Department of physics and electron engineering,Zaozhuang University,Zaozhuang 277160,China)

04-33

A

1004-7077(2010)02-0006-03

2009-11-08

棗莊學(xué)院 2008年教改立項(xiàng)項(xiàng)目[YJG08021]

梁蘭菊(1979-),女,碩士,講師,主要從事光學(xué)方面的研究.