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布:
II1I22I1I2COS21
(5
当I1I2I0时,
I

4I0COS2
rl
(6)
3计算机模拟屏上干涉光强分布为式(6)。其中,d为双狭缝的间距,D为双缝平面与屏之间的距
离,l为入射光的波长I为光强最大值。取d10mmD1000mml6238
mx的范围5,5mm。模拟程序如下:%杨氏双缝干涉
le
gth00006238;%输入波长d10;%输入双缝间距D1000;%输入双缝到接收屏的距离xmax5le
gthDd;%五条明、暗条纹的最大间距ysxmax;%设定图案的xy向范围
x100;xsli
spacexmaxxmax
x;%设置x方向的点数为
xfori1100r12xsidD;%计算光程差p2pir12le
gth;%计算相位差Ii4cosp22;%计算该点光强设两束光为单位光强
e
dbrI40280;%确定灰度等级为255,使最大光强410对应最大灰度级白色subplot121imageysxsbr%使用灰度级颜色
2
fsubplot122plotIxs;
此模拟结果和光强分布如图3。
%选择1×2个绘图区中的2号区
(a)
(b)
图3d10mmD1000mm模拟图及光强分布图
假定如设入射光的波长不变,分别改变缝距和缝到屏的距离。模拟结果如图4,图5,
图6所示:
(a)
(b)
3
f图4d10mmD500mm模拟图及光强分布图
(a)
(b)
图5d05mmD1000mm模拟图及光强分布图
(a)
(b)
4
f图6d05mmD500mm模拟图及光强分布图
干涉图样实质上体现了参与相干叠加的光波相位差的空间分布,形成明暗相间干涉条纹。
(1)由上面的理论分析我们可以知道,明暗条纹间的间距为式(4)。增大双缝到屏D的距离,即在波长不变的情况下,d不变,D减小,那么光强就会变小,如图3和4。也就是说干涉条纹变窄(如图4a)。对应的光强分布为式(6)l、d不变,随着D的减小光强也将随之减小(如图4b)。
(2)由条纹间距公式(4)和光强分布公式(6)可以得到不改变波长双缝到屏的距离,将双缝间的距离缩小,干涉条纹随之变宽,如图3和图5,对应的光强分布图也随之增大(如图5b)。
(3)由图3、图4、图5、图6可以看出d和D的关系即d与条纹间距成反比,D与条纹间距成正比,与理论一致。
光的双缝干涉实验是光的波动性现象研究的典型实验。在实验中,一般只能看到干涉图片,观察到条纹图样,对光的强度分布记录困难。通过MATLAB模拟杨氏双缝干涉实验,不但可以使干涉图样可视化,而且能够很容易的改变各个参量的数据,还实现了对光的强度分布记录。这样更能达到实验的目的。
三光栅衍射
光的衍射现象是光具有波动性的重要特征,衍射无论在理论研究还是在大学物理教r
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