基于Matlab的光学干涉现象仿真
2012-08-22钱淑珍陈芳芳倪小芳吴平辉
科技视界 2012年1期
钱淑珍 陈芳芳 倪小芳 吴平辉
(湖州师范学院理学院 浙江 湖州 313000)
0 引言
光学是大学物理学专业的一门重要基础课程,其中光的干涉既是光学的重要内容,也是教学的难点,由于该部分概念繁多、内容抽象、对实验依赖性大,学生对相关光学图像和物理规律的理解有一定困难,直接影响了学生的学习效果和兴趣[1-5]。当然,可以通过改善实验条件来加强教学效果,但是传统的实验长期受到各种条件的限制,如光学仪器价格昂贵,精确度要求较高,对环境要求苛刻,操作难度大等,学校往往无法实现人均一台,同时传统实验还受到实验场地和时间安排的限制。因此,如何在有限的教学课堂内,培养学生学习光学课程的兴趣,使学生全面深入理解光学规律,并形成直观的物理图像,是光学教学中的难题。
近年来随着信息技术的快速发展和广泛应用,为上述问题的解决提供了可能,各类CAI软件应运而生,给光学研究和教学带来了极大的方便,然而笔者发现,目前的大部分实验仿真程序是由VB、C、Fortran等高级语言编写。使用这些语言编程,要求编者具有良好的计算机编程能力,且耗时较长。Matlab是Mathworks公司于20世纪80年代推出的一款大型科学计算软件,历经多年发展,现在已发展成为集数值分析、符号运算、可视化等诸多功能为一体的科学与工程软件[6-8]。为此,本文以光学等倾干涉现象的仿真为例介绍Matlab在光学教学中的应用。
1 等倾干涉原理
扩展光源上一点S发出的一束光照射到薄膜表面上,经薄膜的上、下表面反射与折射后,在透镜的后焦平面P点产生干涉,如图1所示,由于干涉条纹与入射角有关,因此,称其为等倾干涉。……
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