1、基于MATLAB的物理光学实验仿真研究毕业论文答辩2023-2-4:。2023-2-4研究目标研究目标v 在干涉和衍射理论基础上,对各干涉、衍射实验进行仿真。v 为方便用户使用,设计相应的图形用户界面,达到仿真人机交互的目的。2023-2-4研究框架研究框架物理光学实验仿真系统物理光学实验仿真系统干涉实验衍射实验分振幅法(薄膜干涉)分波振面法(杨氏干涉)等倾干涉等厚干涉牛顿环劈尖菲涅尔衍射夫琅和费衍射光栅衍射2023-2-4研究内容研究内容2023-2-4一、干涉实验一、干涉实验杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉实验原理图P P点处的光强分布为:点处的光强分布为:DD2cos4cos2202
2、121IIIIII2)(12DxdDxkdrrk其中其中 为光程差为光程差相邻两明(暗)纹间距:相邻两明(暗)纹间距:dDx2023-2-42023-2-42023-2-42023-2-4等倾圆环相邻条纹的间距为:)h(NnnfrreNNN12012023-2-4三、干涉实验三、干涉实验劈尖干涉劈尖干涉两束光的光程差:两束光的光程差:212ke.)3,2,1(.)3,2,1(2)12(kkkk暗纹明纹2023-2-4任意两相邻暗条纹对应的空气层厚度为:任意两相邻暗条纹对应的空气层厚度为:2kesinLek相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离:2L2023-2-42023-2-4四、干涉实验四、干涉实
3、验牛顿环牛顿环两束相干光光程差为:两束相干光光程差为:212 e环形明条纹环形明条纹.)3,2,1,0(212kke.)3,2,1,0(2)12(212kke环形明条纹环形明条纹2023-2-42023-2-4五、衍射实验五、衍射实验夫琅和费衍射夫琅和费衍射满足夫琅和费近似:满足夫琅和费近似:)(222d2023-2-4P点光强为:21021222)(2)(2)(),(JIkakaJCaI夫琅和费圆孔衍射)(1xJ为一阶贝塞尔函数2023-2-42023-2-4P(x,y)点的光强度220)sin()sin(),(IyxI相邻两暗点之间间隔为:fx 夫琅和费单缝衍射2023-2-42023-2
4、-4衍射实验衍射实验光栅衍射光栅衍射由常规积分法可以得到点由常规积分法可以得到点P P处的光强为:处的光强为:220)sin()sin()sin(audaNuduuIIp式中,式中,I0I0为单缝衍射零级的衍射光强,为单缝衍射零级的衍射光强,a a为光缝宽度,为光缝宽度,d d为光栅常数,为光栅常数,N N为光栅缝数为光栅缝数2023-2-4sinau 22/sinfxx透镜的焦距透镜的焦距f f为为衍射图样中亮线位置:,.)2,1,0(sinmmd2023-2-42023-2-4总结总结通过仿真程序的运行,能形象、直观地展现几种干涉和衍射现象;通过图像用户界面的编制,实现仿真实验项目的选取,实验参数的灵活设置以及结果的显示。2023-2-4致谢致谢在本文完稿之际,我要衷心感谢我的指导老师赵爽老师。我在毕业设计的过程中遇到过很多困难,都是在赵老师的悉心指导与鼓励下克服过来的。赵老师经验丰富、治学态度严谨,在我的毕业论文方面给了我多方面的指导。在此,我要再次向赵老师表示深深的谢意。同时感谢我的舍友、我的朋友、我的家人和所有帮助过我的同学,参考文献的收集、毕业设计的建议与帮助,对我论文的完成有极大的帮助和促进。谨以此文感谢对我毕业设计论文有过帮助的所有人!谢谢老师多提宝贵意见!