《MATLAB语言》课程论文
MATLAB在光学实验仿真中的应用
姓名：杨志楠学号：12010245270专业：通信工程班级：2010级通信工程1班指导老师：汤全武学院：物理电气信息学院完成日期：2011年12月11日
fMATLAB在光学实验仿真中的应用
（杨志楠120102452702010级通信（1）班）
【摘要】MATLAB是一个高精度的科学计算语言，利用MATLAB仿真大大提高了编程效率。本文主要是
通过MATLAB软件对一些光学实验的仿真来分析仿真实验与传统实验的优点。本文将从光的干涉和衍射实验来分析。如杨氏双缝干涉实验、单缝夫琅和费衍射实验、光栅衍射实验。分析光学实验的理论基础和实验原理，利用MATLAB计算软件编程，分析对比。通过MATLAB提供的相应工具箱函数完成实验内容的变换与仿真，通过调节实验参数达到最佳的实验效果。
【关键字】MATLAB光学实验仿真
一问题的提出
传统的光学实验需要专门的实验仪器和实验环境。其操作比较烦琐，误差大现象也不明显，对改变参数多次观察现象也多有不便。MATLAB是当今国际上公认的在科技领域方面最为优秀的应用软件和开发环境。利用它对光学实验仿真可避免传统实验中的缺点，强大的功能使光学实验变得简便准确。基于MATLAB的科学可视化功能对光学仿真实验现象进行计算机模拟的效果更加准确明显。
二杨氏双缝干涉
1杨氏双缝干涉实验
杨氏最先在1801年得到两列相干的光波，并且最早以明确形式确立了光波叠加原理，用的波动性解释了干涉现象。
图1为杨氏实验的简易装置。它用单色光照射到小孔S的不透明的光阑上，后面放置另一块光阑，开有两个小孔S1和S2。杨氏利用惠更斯对光的传播所提出的次波假设解释了这个实验。即波面上的任一点都可看作是新的振源，由此发出次波，光的向前传播，就是所有次波叠加的结果。如果S、S1、S2是相互平行的狭缝，用单色光照射时条纹是明暗相间的直线条纹的实验如图2。
图1杨氏实验的简易装置
1
图2干涉图样
f2理论分析照射双缝的初级光源S是非完全相干的，假设照射双缝的是一个垂直与纸面的扩展光源，我们可以从计算一个平行双缝的非相干连续扩展线光源对辐射度的贡献获得理论上的光强分布。屏幕上出现明暗条纹的位置（双缝间的距离为d，缝到屏的距离为D）由实验装置图，可得相位差为：
2r2r1
（1）出现明条纹的条件为：2kk123
暗条纹的条件为：2k1k012
（1）（2）（3）
（2）明、暗条纹的间距：
xDd
（4）
明暗条纹的间距与k无关，且相邻明暗条纹的间距是相等的。（3）光的强度分r