| MATLAB软件在光学实验中的应用 |
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此屏幕上干涉条纹强度可简化为：
I=4I0cos2(δ/2) （4）
当d≤d′时，则干涉条纹强度可近似为：
I=4I0cos2(πxdλd′)（5）
条纹间距: e=λd′/d （6）
假设光波波长λ=632.8nm，双缝到屏幕的距离为d′，缝间距d分别为1mm、5mm和10mm时，干涉图样如图2所示。
图2 波长、缝屏间距一定时，不同双缝间距下双缝干涉条纹（d=1mm,5mm,10mm）
从图2中可以明显看出，在波长、缝屏间距一定时，随着双缝间距d的增大，条纹间距愈小，因此满足公式（6）同样也可以分析波长、双缝间距一定时，缝屏间距改变和双缝间距、缝屏间距一定时，波长改变对干涉条纹间距的影响。通过不同情况下干涉条纹的比较，学生能够清楚地理解各种参数对条纹的影响。同时在实际实验过程中，学生也能够有针对性地改变物理参量观察相应的物理现象。
三、在单缝衍射实验中的应用
当光照射到小孔或障碍物上时，光离开直线路径绕到孔或障碍物的阴影里去的现象称为光的衍射现象。产生明显的衍射现象的条件为障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还要小。
设入射光波长为λ=546.1nm，透镜焦距50cm，在MATLAB中分别计算单缝宽度1mm、2mm和5mm时的单缝衍射图样，模拟结果如图3所示。
图3 波长、透镜焦距一定时不同单缝宽度下衍射图样（b=1mm,2mm,5mm）
可见，当缝宽逐渐增大时，中央明纹宽度减小，第一暗纹中心距也减小，第一暗纹衍射角也减小。可以推断，当λ/b→0时，衍射角θ→0，光线沿直线传播。当然我们也可以改变其他的参量数值，让学生体 会衍射现象图样的变化情况。
上面所述的干涉和衍射实验是光学基础实验，因此通过模拟演示，能够让学生清晰地理解物理实验现象，以便上一页 [1] [2] [3] 下一页 |
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