Python代码求解光的干涉衍射路径

时间: 2023-11-21 12:47:38 浏览: 36
光的干涉衍射路径可以通过Fresnel-Kirchhoff衍射积分来求解。具体的求解方法涉及到复杂的数学理论和积分计算,需要借助数值计算方法来求解。 以下给出一个简单的Python代码示例,用于求解双缝干涉的光程差和干涉图样: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def compute_interference_pattern(wavelength, distance, slit_width, slit_distance, screen_distance, screen_size): # 计算干涉图样 # 将屏幕分为像素网格 num_pixels = 1000 pixel_size = screen_size / num_pixels # 计算屏幕上每个像素的位置 x = np.linspace(-screen_size / 2, screen_size / 2, num_pixels) y = np.linspace(-screen_size / 2, screen_size / 2, num_pixels) xx, yy = np.meshgrid(x, y) # 计算每个像素点到双缝的距离 d1 = np.sqrt((xx - slit_distance / 2) ** 2 + yy ** 2) d2 = np.sqrt((xx + slit_distance / 2) ** 2 + yy ** 2) # 计算光程差 path_difference = d2 - d1 # 计算干涉图样的相位差 phase_difference = (2 * np.pi / wavelength) * path_difference # 计算干涉图样的强度 intensity = (np.cos(phase_difference) ** 2) * (slit_width ** 2) * (np.sinc((slit_width / wavelength) * path_difference)) ** 2 # 显示干涉图样 plt.imshow(intensity, cmap='hot', extent=[-screen_size / 2, screen_size / 2, -screen_size / 2, screen_size / 2]) plt.colorbar() plt.title("Interference Pattern") plt.xlabel("x") plt.ylabel("y") plt.show() # 参数设置 wavelength = 500e-9 # 波长 distance = 1.0 # 双缝与屏幕的距离 slit_width = 50e-6 # 双缝宽度 slit_distance = 200e-6 # 双缝间距 screen_distance = 1.0 # 屏幕距离 screen_size = 0.1 # 屏幕大小 # 计算干涉图样 compute_interference_pattern(wavelength, distance, slit_width, slit_distance, screen_distance, screen_size) ``` 请根据具体情况修改参数值,并运行代码来获取干涉图样。这段代码仅仅是一个简单示例,实际的干涉衍射问题可能更加复杂,需要根据具体问题进行相应的数值计算和求解方法选择。

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