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2016届
题目基于MATLAB的正六角星孔和正六边形孔的弗朗禾费衍射
作者吴鑫郑宇静谢刚杰沈梦佳
高瑛俏
班级20160713
指导教师顾菊观穆成富
完成日期2016年5月
基于MATLAB的正六角星孔和正六边形孔的弗朗禾费衍射
吴鑫
摘 要:目前弗朗禾费衍射主要集中在矩形,单缝,圆孔等方面,因此设计出正六角星孔和正六边形孔,能扩展弗朗禾费衍射的研究面,更加深入地了解弗朗禾费衍射.理论上分析正六角星孔和正六边形孔的弗朗禾费衍射原理及光强分布,利用matlab编程得到正六边形孔和正六角星孔的衍射模拟图样.正六角星孔和正六边形孔的设计,理论分析,计算机模拟对更加深入了解弗朗禾费衍射有着极其重要的作用.
关 键 词:弗朗禾费衍射,正六角星孔,正六边形孔,MATLAB模拟
目录
前言等等等等等等等等等等等等等等等等等等1
第一章理论计算
第一节设计背景等等等等等等等等等等等等等等2
第二节正六边形的衍射原理及光强计算等等等等等等等等等3
第三节正六角星的衍射原理及光强计算的等等等等等等等等等6
第四节本章小结等等等等等等等等等等等等等等9
第二章计算机模拟
第一节正六边形孔衍射的模拟等等等等等等等等等等等10
第二节正六角星孔衍射的模拟等等等等等等等等等等等12
(),衍射线方向的单位适量的分量为().如图1-1(b)所示,光程差等于在上的投影长度,即二矢量的标积,故斜边方程式分别为:
由菲涅尔-基尔霍夫衍射公式
第四节本章小结
利用弗朗禾费衍射的光强,再加上根据菲涅耳—基尔霍夫衍射公式计算出的衍射光强公式为:
正六边形
其中
正六角星
其中
第二章计算机模拟
光的衍射不仅仅是物理光学的主要内容,也一直是科学家们进行研究和仿真的热点,在学习物理的过程中,图样的展示使我们得到的结论更加的直观化和更加容易的让人接受,因此,图样的展示也是学习物理的一种方法.在现代物理学中,这种技术随着科学技术的发展,也逐渐成形,并且在不断地进步.在光学实验中,利用MATLAB演示干涉和衍射的图样已经成为一种趋势,因此本论文中也利用MATLAB软件的强大功能.首先MATLAB即为矩阵实验室,是一款具有计算开发,数据可视化,数据分析以及数值计算的搞基科学计算语言和交互式环境,利用它可以轻松的省去实验过程的数据计算,同时它的数据可视化功能在衍射实验中表现出了强大的作用.因此,在这章中利用它进行正六边形孔,正六角星孔的夫琅禾费衍射模拟计算,这个方法是一个辅助教学的手段,不仅能够观察到夫琅禾费正六边形孔,正六角星孔完整的,清晰的立体图样,还能轻易地调节参数,观察不同的衍射现象,有利于读者更深层次地理解夫琅禾费衍射的特征和规律,提高读者的认知.
第一节正六边形孔衍射的模拟
设正六边形边长为a,波长lmda等于(500e-9)nm,根据正六边形衍射光强公式,编写MATLAB程序来实现模拟.
a等于0.0008cm
a等于0.0005cm
a等于0.001cm
第二节正六角星孔衍射的模拟
设正六角星边长为a,波长lmda等于(500e-9)nm,根据正六边形衍射光强公式,编写MATLAB程序来实现模拟.
a等于0.0008cm
a等于0.0005cm
a等于0.001cm