基于Matlab的光学衍射仿真.doc

基于 Matlab 的光学衍射实验仿真

摘 要

光学试验中衍射实验是非常重要的实验. 光的衍射是指光在传播过程中遇到

障碍物时能够绕过障碍物的边缘前进的现象, 光的衍射现象为光的波动说提供了

有力的证据. 衍射系统一般有光源、衍射屏和接受屏组成, 按照它们相互距离的

大小可将衍射分为两大类， 一类是衍射屏与光源和接受屏的距离都是无穷远时

的衍射, 称为夫琅禾费衍射, 一类是衍射屏与光源或接受屏的距离为有限远时的

Matlab—based Simulation of Optical Diffraction

Experiment

Abstract

Optical diffraction experiment is a very important experiment。 is the diffraction

of light propagation of light in the obstacles encountered in the process to bypass the

obstacles when the forward edge of the phenomenon of light diffraction phenomenon

of the wave theory of light provides a strong Evidence. diffraction systems generally

have light, diffraction screen and accept the screen composition， size according to

their distance from each other diffraction can be divided into two categories， one is

the diffraction screen and the light source and the receiving screen is infinity when the

GUI interface ， users can change the input parameters to simulate different

conditions of the diffraction pattern。

This concept of the diffraction ， difference, intensity distribution of

programming principles and a detailed comprehensive description

Key word: matlab；diffraction; simulation； guiinterface；optical experiment

目 录

1。1 光学仿真的研究意义 1

1。2 国内外研究现状 2

1.3 MATLAB 仿真的优越性 2

2.3 夫琅禾费原理 7

2。4 菲涅尔衍射原理 13

4。1 菲涅尔方孔衍射仿真 23

4。2 菲涅耳单缝衍射仿真 26

1 绪论

界规律性的一种新型手段。计算机仿真过程是以仿真程序的运行来实现的。仿真

程序运行时，首先要对描述系统特性的模型设置一定的参数值，并让模型中的某

些变量在指定的范围内变化，通过计算可以求得这种变量在不断变化的过程中，

系统运动的具体情况及结果。仿真程序在运行过程中具有以下多种功能

（l）计算机可以显示出系统运动时的整个过程和在这个过程中所产生的各

种现象和状态。具有观测方便，过程可控制等优点;

(3）借助计算机的高速运算能力,可以反复改变输入的实验条件、系统参数，

大大提高实验效率。

因此，计算机仿真具有良好的可控制性（参数可根据需要调整）、无破坏性(不

会因为设计上的不合理导致器件的损坏或事故的发生)、可复现性(排除多种随机

材配有大量的图片（包括计算和实验获得的图片），来形象地说明光学中抽象难

懂的理论。光学实验一般需要稳定的环境，高精密的仪器，因此在教室里能做的

光学实验极为有限，而且也受到授课时间的限制。为了克服光学实验对实验条件

要求比较苛刻的缺点，可采用计算机仿真光学实验，特别是光学演示实验，配合

理