光学干涉、衍射模拟软件设计.pdfVIP

第 卷 第 期 西 安 科 技 学 院 学 报 ! # $% ’! (% ’ # 年 月 ’ !)) *+,-(./ +0 12 .( ,(2$3-4256 +0 4723(73 .(8 5379(+/+:6 ;= ’!)) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） #?# @ #A#! !)) )# @ )##B @ ) 光学干涉、衍射模拟软件设计 吴 迪，张敬伟 （大连轻工业学院基础课部，辽宁大连 ##)B ） 摘 要：利用;%CDE @ 7=% 方法编写了劈尖和牛顿环的干涉以及单缝和光栅的衍射现象的计算 机实现程序。可以调整参数，观察各种实验结果。特别是可以观察到劈尖用来检验带有凹痕的 平面时出现弯曲的干涉条纹现象，以及做牛顿环实验当平凸透镜离开平面玻璃时干涉条纹变化 情况。 关键词： 方法；干涉；衍射；模拟；软件 ;%CDE @ 7=% 中图分类号： 文献标识码： + B ’ # . ) 引 言 计算机的模拟技术发展迅速，几乎达到无孔不入的地步。小到微观粒子大到宏观天体；无论是机械运 动还是化学反应，无论是原子反应还是宇宙的形成，都可以用计算机模拟出来。本文利用;%CDE @ 7=% 方 ［］［］ # ! 法 、 ，采用$FGH IGFJ ’) 设计了光的干涉、衍射现象的模拟教学软件。可以观察到劈尖用来检测带 有凹痕的平面时出现弯曲的干涉条纹现象，以及做牛顿环实验当平凸透镜离开平面玻璃时干涉条纹变化 情况。 # 模拟设计方法 本软件采用交互式方法，首先介绍所要学习的知识，期间学生可以调整一些参数来控制程序的运行， 以观察不同的模拟实验结果。 ［］ 由于模拟的是光子的行为，具有随机性。所以用离散的数学模型，采用;%CDE @ 7=% 方法，用舍选法 进行抽样处理。 模拟劈尖干涉时取抽样函数为 （） ! （ ） ! # BJ%G ! $ % ! % ! ! ! 式中 为膜厚；为波长。 ! 模拟牛顿环干涉时抽样函数取为 ! ! ! #% ! （） ｛［ （ ） ］ ｝ ! # BJ%G ! ’ ’ ( $ % ! % ! ! ! 式中 为平凸透镜的曲率半径；为干涉条纹的半径；为波长。 ( ! 模拟单缝衍射时抽样函数取为 ! （） ［ （ ）（ ）］ ! # GFC % ! ! 其中 # ) GFC % ! 模拟光栅衍射时抽样函数取为