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    MATLAB處理與光學相關問題

    時間:2019-07-21 11:04來源:畢業論文
    利用MATLAB編寫程序代碼,并通過 GUI界面設計,實現了光的干涉中牛頓環干涉和楊氏雙縫干涉,光的衍射中夫瑯禾費單縫衍射和圓孔衍射等幾個典型實驗的仿真

    摘要:近年來光學仿真飛速發展,MATLAB作為一款具有矩陣運算、繪制圖形等功能的軟件非常強大。MATLAB程序進行仿真實驗,能更形象地表現實驗現象,并在某些實際中器材無法滿足要求的情況下,可以實現理論上的實驗結果,同時可更方便的改變各種參數,幫助我們實現對光學問題的深入研討。 本文正是利用MATLAB軟件的這個特點,在波動光學相關理論的基礎之上,利用MATLAB編寫程序代碼,并通過 GUI界面設計,實現了光的干涉中牛頓環干涉和楊氏雙縫干涉,光的衍射中夫瑯禾費單縫衍射和圓孔衍射等幾個典型實驗的仿真,并將結果通過圖形直觀地體現出來,使我們更方便的研究光學相關問題。 37357
    畢業論文關鍵詞:MATLAB  波動光學  光的干涉  光的衍射  光學仿真
    Using MATLAB to solve related optical problem
    Abstract:In recent years, with the rapid development of optical  simulation, MATLAB as a software with functions of matrix operation and graphing is very powerful. Using MATLAB simulation program to show the experimental results is more vividly. When sometimes equipment can not meet the requirement, the experimental results can be achieved in theory with MATLAB. At the same time it can be more convenient to change various parameters,  helping us to achieve depth discussion of optical problems.  This article is sharp the use of this feature of MATLAB software, based on the theory of wave optics, using MATLAB programming code and through GUI interface design, to achieve several typical experiment such as Newton's rings interference and Young's double-slit interference in optical interference and single slit Fraunhofer diffraction and Round hole Fraunhofer diffraction in optical diffraction aperture. Finally the results reflected visually by graphics that make us study  optical related issues easier.  源¥自%六^^維*論-文+網=www.kj9998.cn
    Key Words:MATLAB   Wave Optics   Optical interference   Optical diffraction Optical  simulation
    目錄
    1緒論1
    1.1光學仿真的研究意義.1
    1.2MATLAB實現的優越性.1
    1.3MATLAB處理光學仿真的主要內容.3
    2波動光學的干涉與衍射現象3
    2.1光的干涉現象.3
    2.1.1波的疊加原理3
    2.1.2光干涉的概念3
    2.1.3兩束光的干涉現象4
    2.1.4產生干涉的條件4
    2.1.5普通光源獲得相干光的途徑4
    2.2光的衍射現象.5
    2.2.1光衍射的概念5
    2.2.2光衍射的理論基礎5
    3波動光學實驗仿真的GUI界面設計6
    4光的干涉實驗仿真7
    4.1基于MATLAB的牛頓環干涉仿真實驗.7
    4.1.1牛頓環裝置7
    4.1.2牛頓環干涉原理8
    4.1.3基于MATLAB的牛頓環實驗仿真程序.8
    4.1.4牛頓環仿真實驗結果與分析9
    4.2基于MATLAB的楊氏雙縫干涉仿真實驗.11
    4.2.1楊氏雙縫干涉原理.11
    4.2.2基于MATLAB的楊氏雙縫干涉實驗仿真程序12
    4.2.3楊氏雙縫干涉仿真實驗結果與分析.13
    5光的衍射實驗仿真.16
    5.1基于MATLAB的夫瑯禾費單縫衍射仿真實驗.16
    5.1.1夫瑯禾費單縫衍射原理.16
    5.1.2基于MATLAB的夫瑯禾費單縫衍射實驗仿真程序16
    5.1.3夫瑯禾費單縫衍射仿真實驗結果與分析.17
    5.2基于MATLAB的夫瑯禾費圓孔衍射仿真實驗.19
    5.2.1夫瑯禾費圓孔衍射原理.19
    5.2.2基于MATLAB的夫瑯禾費圓孔衍射實驗仿真程序20
    5.2.3夫瑯禾費圓孔衍射仿真實驗結果與分析.21
    6總結.22
    1  緒論 1.1光學仿真的研究意義 光學重要組成部分之一的波動光學,包含干涉、衍射等重要內容,同時也是物理學基礎學科中相對比較抽象難以理解的內容。生活中波動光學相關現象并不是很容易觀察到的,學生在學習過程中一般需要通過做實驗才能得到一個良好的接納與理解。然而,在實驗實踐中,受天氣、時間、實驗儀器和場地等條件的制約限制,在傳統的實驗中現象并不是非常明顯并且準確;另一方面,光學相關的實驗對實驗儀器擁有非常高的穩定性要求,平臺需要防震防聲波,相對比較復雜的光路搭建以及相關儀器的調試也是非常費時,耗資貴重的實驗儀器也極易損壞,因而極大阻礙光學實驗的進行。 計算機技術在21 世紀的飛速發展,帶動了數值計算以及模擬仿真技術在各個科學研究領域的廣泛應用,各類仿真制圖軟件應運而生,人們可以對需要研究的對象進行制作相應的數學模型,通過計算機程序實現相應的模擬和結果運算。使用計算機軟件進行數值計算及操作模擬對于物理學實驗有兩方面重要意義:一方面對于沒有具體解析解的復雜物理方程可以使用計算機直接進行數值計算;另一方面實際實驗中不能實現的一些設想可以由計算機模擬來實現。仿真技術同樣給光學研究及實驗帶來了極大的方便,利用仿真軟件直接在電腦上進行光學實驗顯得十分快捷方便,既不需要大量的精密儀器資源,結果也十分直觀,不受外界環境干擾。這是在原有的理論分析與實驗實踐基礎上進而發展的新方法,利用模擬的方式實現客觀世界的展現。 學生可以通過自己對MATLAB等仿真軟件的學習與使用,建立相關實驗現象模型,可以更好的學習了解相關專業知識,更好的掌握。 因此, MATLAB處理與光學相關問題:http://www.kj9998.cn/wuli/20190721/36098.html
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