| MATLAB软件在光学实验中的应用 |
|
|
|
|
MATLAB软件在光学实验中的应用
物理论文联盟http://wWw.LWlm.Com学是一门建立在实验基础上的科学。物理概念的建立、规律的发现和理论的形成，都必须以严格的实验为基础。然而，受条件的限制，大多数物理实验很难现场演示。利用计算机模拟演示物理实验，不仅效果比用实验仪器形象、直观和理想，而且更有利于学生的理解。MATLAB是一套数值分析软件，可以实现数值分析、优化、统计、偏微分方程数值解、自动控制、信号处理、图像处理等若干领域的计算和图形显示功能，被广泛地应用于光学信息处理、光学教学以及光学实验［4］等各方面，在中学物理光学教学中也可以尝试引进该软件，通过建立物理模型，实现光的干涉、衍射等相关光学实验的仿真，将无法进行课堂演示的实验生动、快捷地展示在学生面前。
一、在杨氏双缝干涉实验中的应用
杨氏双缝干涉实验中，单色点光源照射在两个狭窄的缝隙上，由于两个子波到达屏幕上各点的光程不同而引起相位差，结果在屏幕上，有些区域光得到加强，有些区域光得到减弱，形成明暗相间的干涉条纹。在新课讲授过程中，学生在理解缝间距、屏缝间距对干涉条纹的影响及双缝干涉明暗相间图样的生成原理方面会有些困难，而且这个实验无法在课堂上进行演示，因此，我们可以在讲授新课时利用Ｍatlab软件对双缝干涉现象进行模拟，形象显示参数（波长、狭缝间距、缝与屏的间距）变化对干涉条纹的影响，帮助学生理解与记忆。实验装置如图1所示，设某光源S为单色光源，S1和S2为两个缝大小相等,间距为d，缝平面到屏幕的距离为d′，入射光波长为λ。
对屏幕上的某一点P，到缝S1和S2的距离分别为r1和r2，两个相干光源到屏幕上任意一点的距离分别为：
r1=(x-d2)2+d′2 （1）
r2=(x+d2)2+d′2
（2）
则从缝S1和S2发出的光波在屏上P点的光强度I为：
I=I1+I2+2I1I2cosδ （3）
其中I1= I2= Io,相位差为δ=2π(r1-r2)/λ，因 [1] [2] [3] 下一页 |
|
|
| |
|
上一个论文： 光学冷加工工作室建设与发展模式探讨
下一个论文： 光学教学中知识扩展的探索 |
|
用户登录 
新用户注册 