物理光学大作业报告

1、 物理光学大作业报告 学院：光学与电子信息学院 班级： 光电1209 姓名： 桂冠 学号： U201214332 姓名： 张立阳 学号： U201214329 姓名： 许珩伟 学号： U201214325 姓名： 蔡斌臣 学号： U201214320 姓名： 王洋刚 学号： U201214315 2014年12月16日一、题目及解答过程题目一、设波长为632nm的单色平面波垂直照射如图的双缝干涉装置，双缝间距d=0.4mm，单缝到双缝的距离l=5cm，观察屏到双缝距离D=2m试计算探讨当单缝宽度逐步增大时，观察屏上干涉条纹对比度的变化，并求出其临界宽度。要求用动画显示单缝增宽时干涉条纹的变化1

2、、 解题思路：宽度为b的扩展光源在点P产生的相对光强为：I/I0=2-b/2b/21+cos2D0+x/dx=2b+2sinbcos2D0公式中D为中心光源发出到达点P的两条路径的光程差。=d/l为干涉孔径角。b为扩展光源的宽度。为入射光的波长。 其中 D1=2r2-r1 r2=D2+y2+x+d22 r1=D2+y2+x-d22根据以上公式且题目中已知、d、D、l即可用matlab仿真出I/I0在接受屏上的光强分布，改变b可观察干涉条纹对比度随b的变化而产生的变化。理论的临界宽度： b=ld代入题中公式可得临界宽度b=7.910-5m。2、 Matlab仿真截图：d=10um时截图：d=20

3、um时截图：d=50um时截图：d=79um临界宽度时截图：源代码：题目二、波长为632nm的单色平面波垂直照射某方形孔，方孔边长为1cm。试计算并探讨当观察屏从紧贴方孔到远离方孔时，观察屏上图样的分布形式和强度变化及规律。（要求依据基尔霍夫衍射公式，分近场、菲涅耳区、夫琅和费区，画出观察屏上的图样光强分布）。1、 解题思路：i：在夫琅和费区方形衍射的公式为：Ix,y=ICsin2sin2 式中Ic为中心点的光强，=kla2、=ka2。且l=x/f,=y/f。a为方形孔的边长，f为方形孔与接收屏的距离。题目中已知波长、方形孔边长a即可由matlab仿真出接收屏夫琅和费衍射光强的分布情况。ii：

4、在菲涅耳区方形衍射的公式为： I=14Fx+a22z-Fx-a2z2*Fy+a22z-Fy-a2z2 其中a为方形孔的边长，F函数为：F=0ejt22dt为入射波长，z为方形孔与接收屏的距离。x、y为接收屏上的坐标。题目中已知波长、方形孔边长a即可由matlab仿真出接收屏菲涅尔衍射光强的分布情况。2、 Matlab仿真截图：i：夫琅和费衍射matlab仿真图：ii:菲涅尔衍射matlab仿真图：3、 源代码：二、心得及结论张立阳：此次试验收货颇多，分清了弗朗和费，菲涅尔衍射的情况，熟悉了matlab的部分函数用法，锻炼了自己的软件应用能力，了解到干涉的图样。图像因器件发生改变是产生的变化能够

5、判断出来，收获较多。王洋刚：经过这次对物理光学知识的实践操作，使我加深了对菲涅尔衍射和夫琅和费衍射知识的理解，通过与matlab软件结合，也使我更加明白软件与课本相结合的好处。许珩伟：通过这次作业，更加熟悉了matlab软件的使用。了解到matlab在科学研究中给我们带来的方便。通过这种作业，更加深入的了解的干涉与衍射在本质上的一致性，更加深入的理解课本上的知识。蔡斌臣：此次实验中，我们小组五人一起合作，解决了问题，完成了任务，学习了matlab的使用，融会贯通了书上的内容。在实验中也遇到了一些困难，但是我们通过查资料，咨询他人，自主实验，互相讨论等完满的解决了这些问题增加了团队精神，提高了动

6、手能力，这次实验除了学术上的意义外，还具有很高的实际意义。 桂冠：通过这次实验大大的提高了我matlab的编程能力和对于物理光学的理论理解，这次实验的核心代码主要由我来编写，无论是对于算法还是matlabGUI的设计都有了进一步的理解。干涉1实验更是让我学会了动画电影效果moviein的调用，matlab也可以做出漂亮的动画。而衍射实验特别是菲涅尔衍射，由于计算量巨大，特地的查阅了代码以及算法的优化方法，虽然最后速度还是没有太快但是各种优化方法,mfun的调用都有了一定的了解。总之matlab是一个强大的软件有着强大的编程语言体系的支持，这次实验让我学会了很多技巧。三、组员分工及贡献桂冠 ： 负责主要代码的编写，