基于蒙特卡罗的光栅衍射条纹强度仿真预测

为更形象、直观地展现光栅衍射现象,了解光栅衍射条纹强度变化情况,研究了基于蒙特卡罗方法和MATLAB的光栅衍射条纹强度预测方法。依照惠更斯-菲涅耳原理获取光栅衍射强度分布,利用蒙特卡罗方法随机模拟。采用MATLAB软件仿真研究光栅衍射条纹强度变化情况,通过各参数值变化获得相应衍射光强分布情况。研究时改变光栅缝数分析光栅衍射条纹主极大强度变化情况,改变光栅常数、缝宽以及波长等参数,分析光栅衍射条纹次极大强度变化情况。研究得出：光栅缝数越多,主极大越大,光栅衍射条纹强度越强,光栅衍射主极大强度受多条单缝衍射强度调制;光栅常数越大次级大强度分布密度越大,缝宽增加衍射现象变弱;波长变大光栅衍射谱线渐宽,锐度降低。     

单缝衍射光强分布实验的误差探讨

本文就单缝衍射光强分布实验的误差来源进行分析,提出在光电流与光强成线性关系的前提下,产生误差的主要原因是：环境本底及主极大杂散光的存在。并得出在光电探头的线性区域内,增大主极大光强的强度和增大衍射条纹的宽度是减小误差的有效的方法。     

利用Matlab实现光栅衍射可视化教学

通过Matlab编程研究透射光栅狭缝数对衍射光强分布的影响,结果发现：主极大的宽度随狭缝数N的增大而减小,其强度随狭缝数N的增大而增大;当N越大,次极大明纹的线宽越小,其光强越弱;当N很大时,次极大似乎完全消逝,形成明锐主极大的宽广连续暗的背景。这一结论,为光栅设计和优化提供较强的理论依据,对光栅衍射及其实验教学具有一定的应用价值。     

用量子理论新方法研究电子衍射问题

利用量子理论新方法研究电子的单缝、 双缝和三缝衍射问题, 结果表明: （1） 在单缝衍射中, 增加缝厚度可改变衍射条纹的强度和形状; （2） 在双缝衍射中, 当缝宽a和缝间距d满足(a+d)/a=n(n=1,2,3,…)时, 其衍射图产生级数为n,2n,3n,…的缺级; 当(a+d)/a≠n(n=1,2,3,…)时, 无缺级现象; （3） 在双缝衍射中, 衍射条纹强度和形状随缝厚度的增加均发生变化, 同时缺级现象随缝厚度的增加而消失; （4） 在三缝衍射中, 缝厚度的变化也影响条纹的强度和形状, 并在2个主极大间有1个次极大和2个最小值.     

关于光栅斜入射问题的分析

分析了平行光斜入射光栅时衍射现象的特点,得到了平行光斜入射时的光栅方程、条纹变化情况、主极大级次的变化规律和对光栅分辨本领以及入射光相位差对衍射角的影响,同时也讨论了缺级条件。     

波动光学条纹公式及其条纹级次的讨论

文中就如何正确书写波动光学的条纹公式进行了讨论。从光的干涉和衍射条纹与光程差之间的关系出发,分析了杨氏双缝、薄膜干涉和单缝衍射相关公式中正、负符号的问题,条纹级次的取值范围及其对应的物理意义,并介绍了求解光栅衍射条纹数目的一般方法。     

关于瑞利判据的光强关系

根据瑞利判据，具体计算了夫琅和费单缝衍射、光栅衍射、国孔衍射的合成强度的光强关系。     

光栅衍射中狭缝被有规律遮住时对透射光强影响的讨论

大学物理教学中对光栅衍射只采用定性方式讨论衍射光强主极大和极小的条件,并没有定量给出衍射光强的清晰的 理论分析.本文从理论上解决了光栅衍射中光强分布问题,并给出狭缝被有规律遮住时光强分布取极大条件的理论讨论.     

对激光单缝衍射主极大凹陷的研究

激光夫琅和费单缝衍射实验是大学物理中的一个重要实验。我们在实验过程中发现单缝衍射光强分布的主极大附近有明显的凹陷。运用对比的方法,我们对凹陷产生的原因进行分析。研究的结果显示实验中所用的光栅板遮光部分存在漏光现象是产生中央凹陷的主要原因。     

论微波单缝衍射实验中主极大的缺失

针对微波单缝衍射实验中出现的主极大缺失的现象,从基尔霍夫标量式出发,假定电场在衍射屏上按高斯分布,在振幅、倾斜因子一级近似和相位二级修正近似下,用mathematica计算获得微波经不同宽度三缝的衍射分布,与微波光学实验仪上所得的实验结果较为一致.从而可以证实主极大的缺失主要是因为有部分微波从单缝板边缘绕射过来,三部分微波叠加的结果.     

半波带法在分析光栅衍射中的应用

在半波带法分析光栅衍射和半波带法分析单缝衍射二者之间对比的基础上,提出了用半波带法分析光栅衍射是可采用的简便方法。半波带法是处理子波相干叠加的一种有效途径,惠更斯-菲涅耳原理要求对波面作无限分割,而半波带法则用较粗糙的分割来代替。虽然半波带法不够精细,但是可以较为简明地得出衍射图样的某些特征。     

光栅衍射的计算机模拟

采用计算机的图形化编程方法模拟光栅衍射光谱 ,调节有关参数可适时观察衍射条纹的相应变化     

位相光栅的衍射光强

本文用波动光学方法导出了位相光栅的夫琅和费衍射光强公式,并对结果进行了讨论.发现位相光栅的衍射光强比非相位线光栅衍射光强大4倍,位相的变化对衍射光强起调制作用.     

最大独立集问题的表面计算模型

DNA计算是解决一类难于计算问题的一种新方法,最大独立集问题是一个著名的NP完全问题,最大团问题及最小覆盖问题等价于最大独立集问题。本文中,我们尝试将最大独立集转化为0-1规化问题,利用0-1规化问题的表面计算模型求解最大独立集。本文充分说明了NP-完全问题可以相互转化的性质。     

密栅云纹干涉法高温实验技术研究与应用

运用云纹干涉法的波前干涉原理和非接触测量面内位移方法,通过变形栅衍射的不同波前相干涉所产生的条纹来获取变形信息,对试件的弹性模量和泊松比进行测量,并将此方法应用于高温环境下航空高温合金材料的弹性模量和泊松比的测量.     

锯齿型闪耀光栅的衍射光强

运用波动光学原理导出了锯齿型闪耀光栅的衍射光强公式，并对结果进行了讨论，发现闪耀光栅的衍射规律与非闪耀光栅衍射规律显不同，衍射光只有一个主极大，闪耀角的变化可以改变衍射最大光强和最小光强的位置，这对于制作光栅阵列照明器件和光栅减透膜有一定的实际意义，对于普通物理的教学也具有指导意义。     

解一类具有周期系数的Helmholtz方程的Galerkin谱方法

考虑一类具有周期系数的Helmholtz方程, 它是一类衍射光栅问题的数学模型, 用Gal erkin谱方法求解此问题, 得到了最优的误差估计和数值计算结果.     

对光栅衍射实验中衍射条纹宽度的分析

通过对光栅衍射实验中衍射条纹宽度成因的分析,阐明实验中观测到的衍射条纹宽度主要是由平行光管的狭缝的宽度引起的,特别是在衍射角θ≤30°的小角度衍射、光栅常数a=1/300 mm,其效应大约是其他展宽效应总和的35~85倍。