夫琅禾费衍射实验的Maple仿真设计

从惠更斯-菲涅耳原理出发,得到单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射的光强分布表达式.利用Maple软件编程实现了对单缝、矩孔和圆孔夫琅禾费衍射实验的计算机仿真.仿真结果的衍射图样和光强分布曲线细致逼真,并讨论了各种实验参数对衍射结果的影响,使整个物理过程直观形象,与实际实验结果一致.这为数字化仿真现代光学实验提供了一种好的手段...     

光的干涉和衍射的matlab模拟

运用matlab强大的计算和绘图能力,对光的双缝干涉、单缝夫琅禾费衍射、双缝衍射和衍射光栅的光谱进行仿真.仿真程序可以显示单色光入射时的光谱图样和光强分布曲线,并可输入实验参数,观察在不同条件下图像及光强曲线,并分析了它们各自的特点.     

多缝夫琅禾费衍射现象仿真实现及分析

从光的衍射理论出发,论述了借助计算机和可视化程序设计语言仿真实现夫琅禾费衍射现象的衍射积分法和傅立叶变换法.运用上述2种方法仿真实现不同形式多缝(光栅)夫琅禾费衍射现象,其结果有助于理解多缝夫琅禾费衍射现象的特性和光栅的分光机理,为更好的设计和利用衍射光栅提供了有益参考.     

由正六边形和矩形围成的孔径的夫琅禾费衍射的研究

从基尔霍夫衍射积分公式出发,利用曲线坐标关系和已知的矩形夫琅禾费衍射,首次推导了由正六边形与矩形围成的复合孔径的夫琅禾费衍射的精确解,其次用Matlab软件作出了几种该类图形的夫琅禾费衍射的光强分布,并进行了分析,得到了相应的结论.     

光的衍射的理论分析及Mathematica仿真模拟

首先利用旋转矢量从理论上推出了光的多缝干涉的光强分布公式,并将狭缝数N→!,从而得到光的单缝衍射光强分布,进而在多缝干涉和单缝衍射的基础上得到了光栅衍射光强分布.此外,将Mathematica仿真模拟应用到光的衍射课堂教学中.基于Mathematica软件的交互功能,利用Mathematica的Manipulate命令对单缝夫琅禾费衍射和光栅衍射做了仿真模拟,获得了相应的可以调节各参数(如波长、狭缝宽度、光栅常数等)的动态图形.这对学生建立清晰的物理图像,更好地理解光的衍射的物理规律有很好的促进作用.     

全息衍射光栅衍射场的研究

利用螺旋积分法和贝塞尔函数渐近式讨论了同心环形全息衍射光栅的夫琅禾费衍射场,得出了光强极大值位置的分布公式,并且通过实验测出光强主极大的位置.     

对夫琅禾费圆孔衍射场基本特征的讨论

在用远场条件下接收衍射场的装置进行夫琅禾费衍射实验。但实验结果会表现出对夫琅禾费衍射理论值的偏离，光强的极小值提高，极大值降低，振荡幅度减弱，艾里斑增大．根据菲涅耳-基尔霍夫衍射公式，利用贝塞尔函数的积分表达式得出夫琅禾费衍射场的光强级数解，进而讨论了衍射场的基本特征．     

基于任意形状衍射屏的光学夫琅禾费衍射仿真

通过Matlab编程或作图软件,生成任意形状的衍射屏.将菲涅耳衍射积分化为含快速傅里叶变换的积分,求解出其在观察屏上的光场分布,输出任意形状衍射屏的夫琅禾费衍射的衍射花样.结果表明,通过计算机对任意形状衍射屏夫琅禾费衍射的仿真,有助于理解不同结构衍射屏下的夫琅禾费衍射花样的分布特征,是对光学衍射的理论分析和实验研究的有益补充.     

正方形双孔夫琅禾费衍射光强分布

根据衍射的角谱理论,通过数值计算的方法,计算了由正方形双孔组成衍射平面的夫琅禾费衍射光强分布,并分析了其光强分布特征。     

不同缝宽双缝衍射光强分布的分析

利用光的衍射和干涉原理,从单缝衍射和双光束干涉出发,分析狭缝宽度不同时双缝夫琅禾费衍射光强的分布规律,并讨论一狭缝宽度是另一狭缝的两倍时,双缝衍射出现暗纹的条件和明暗纹的排列,再进行模拟计算,得出几种特殊条件下双缝衍射光强的分布曲线.     

夫琅禾费单缝衍射中疑难问题探讨与解析

讨论了夫琅禾费衍射实验中,在普通光源与激光光源照射条件下,如何理解夫琅禾费单缝衍射实验装置的不同,主要从理论及实验实例两方面分析了满足单缝衍射实验装置实现夫琅禾费远场衍射的条件.     

多缝夫琅禾费衍射光强分析与实验仿真

多缝夫琅禾费衍射图样实质上反映的是光强的分布,本文用Fortran语言编程计算,再利用Origin软件的作图功能绘制光强分布曲线并进行仿真,为光学的理论分析与实验教学提供方便,引导学生开展探究性学习,加深对物理现象和规律的理解,从而提高物理实验教学的效率与质量。     

高斯光束的圆孔夫琅禾费衍射

利用菲涅耳-基耳霍夫衍射原理对高斯光束通过有限圆孔的夫琅禾费衍射进行了详细的理论分析,给出了高斯光束在的夫琅禾费衍射区的光场分布,并与平面波的的圆孔夫琅禾费衍射进行了粗略的比较。     

光学中的Bessel函数与Sinc函数

利用Bessel函数和Sinc函数的性质,讨论夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射各级条纹内的能量分布,证明单缝零级衍射条纹内的相对光能比艾里斑内的相对光能更多.     

夫琅禾费衍射的计算机模拟

根据夫琅禾费衍射理论，利用数学软件及计算机蒙特卡罗随机抽样方法，准确地再现了夫琅禾费衍射实验现象及规律，可应用于辅助教学。     

等宽不等间距光栅光强分布的计算

本文从夫琅禾费单缝和双逢衍射理论及光栅理论出发,采用复数积分法和矢量图解法推导出等宽不等间距光栅衍射的光强分布表达式.     

夫琅禾费单缝衍射光强分析与探讨

在夫琅禾费单缝衍射实验中,如果在透镜的物方焦面内沿着某一圆周改变光源S的位置,让透镜出射的单色平面光波都以相同的入射角θ0入射到单缝衍射屏上,则单缝衍射光强分布均会发生改变,说明衍射图样的光强分布不仅和入射角θ0以及衍射角θ有关,而且和光源S的位置有关;考虑单缝衍射屏上光波相位的分布和平面光波的入射方位(即光源S的位置)的关系,采用矢量图解法对单缝衍射因子进行分析及计算,得到了全面的夫琅禾费单缝衍射光强公式.     

双缝干涉与单缝衍射明暗条纹级次的设定

文章对现如今大学物理教科书中关于杨氏双缝干涉与夫琅禾费单缝衍射明暗条纹分布级次的设定进行了分析与讨论,结果表明有些关于条纹分布级次的表达方式是不够确切的、完善的,甚至是错误的。作者建议在大学物理教科书中对于杨氏双缝干涉与夫琅禾费单缝衍射明暗条纹分布级次的设定应采取统一的规范化的表达方式。     

相位型互补透射光栅的夫琅禾费衍射

针对巴比涅原理能否在相位型互补透射光栅中应用的问题,建立了曲面透射光栅的数学模型,导出了互补的前后两光栅的复振幅透过率的表达式.利用傅里叶光学理论分析得出:两个光栅的分割曲面函数为偶函数时,其前后两部分在频谱面上的光强分布表达式相同,否则不相同.以相位型互补的圆柱面透射光栅为例,通过计算机模拟结果表明,互补光栅前后两部分的夫琅禾费衍射花样相同.从而证明了曲面分布为偶函数的相位型互补透射光栅的夫朗禾费衍射符合巴比涅原理.     

圆角矩形环的夫琅禾费衍射及其应用

针对圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解尚未获得的问题,建立圆角矩形环孔径的数学模型,基于基尔霍夫衍射积分公式,通过曲线坐标变换关系,利用傅里叶变换,得到圆角矩形环的夫琅禾费衍射精确解.作出该类环的衍射图样,并通过将圆角矩形环的夫琅禾费衍射推广到特例情况验证了研究结果的正确性.进一步分析表明,圆角矩形环衍射图在椭圆轮廓下出现了许多次级衍射峰,随着圆角矩形环的缺角因子减小或者环宽度增大,次级衍射峰特征逐步减弱,衍射图形趋于顺滑.最后,利用图形的可视化及特例推广说明了本研究在教学中的一些应用.