用python编写程序,输入菲涅尔数,自动计算平行平面腔自洽所需次数。要求:平行平面腔腔长固定,自洽所需次数和相应菲涅尔数以二维图像输出
时间: 2024-10-24 07:18:45 浏览: 42
激光原理课程设计--平行平面腔自再现模Fox-Li数值迭代解法及MATLAB实现.doc
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在Python中编写这样的程序,首先需要了解菲涅尔数的概念以及它与平行平面腔自洽求解的关系。菲涅尔数通常用于描述光学系统中波长与物理尺寸的比例,对于光波在腔体内的传播,自洽求解往往涉及多次反射,直到场的分布收敛。
下面是一个简单的示例,我们将使用一个循环来计算自洽所需的迭代次数,假设我们有一个函数可以递归地更新腔内场并检查是否达到自洽条件。这个过程可能会涉及到一些数值计算库,如NumPy:
```python
import numpy as np
def calculate_convergence(fresnel_number, cavity_length, max_iterations=100):
def is_converged(field_distribution):
# 假设这是判断场分布是否达到自洽的函数,实际应用中需要满足特定的停止准则
return np.max(np.abs(field_distribution)) < tolerance # 假设tolerance是一个很小的值
field_distribution = np.zeros(cavity_length) # 初始场分布
iteration_count = 0
while True:
new_field = apply_reflection(field_distribution, fresnel_number) # 模拟一次反射
if is_converged(new_field):
break
else:
field_distribution = new_field
iteration_count += 1
if iteration_count == max_iterations:
print("未达到自洽,已达到最大迭代次数", max_iterations)
break
convergence_curve = np.arange(iteration_count) # 生成菲涅尔数对应的迭代次数列表
plot_convergence(convergence_curve, fresnel_number) # 使用matplotlib等库绘制二维图像
# 假设apply_reflection和plot_convergence是你需要自己实现的功能
# apply_reflection: 根据菲涅尔数和当前场分布计算下一次反射后的场
# plot_convergence: 可能需要用到matplotlib库来创建图像,传入迭代次数和菲涅尔数作为x轴和y轴的数据
fresnel_number = float(input("请输入菲涅尔数: "))
cavity_length = float(input("请输入腔长: "))
calculate_convergence(fresnel_number, cavity_length)
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