Python代码求解光的干涉衍射路径
时间: 2023-11-21 14:47:38 浏览: 152
python光学仿真+夫琅和费衍射+使用傅里叶变换仿真模拟
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。
阅读全文