惠更斯原理python代码

惠更斯原理是一种波动力学理论，它描述了波动如何从一个点传播到另一个点。在Python中，我们可以使用这个原理模拟波的传播过程，通常涉及创建一个二维或三维数组来表示介质中的每个点，然后按照一定的规则更新这些点的值。

下面是一个简单的Python代码片段，使用numpy库来演示二维空间中声波传播的基本惠更斯原理：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 设置参数
speed_of_sound = 343  # 声音速度 (米/秒)
medium = np.zeros((100, 100))  # 二维媒介，初始状态为静止
dx = dy = 0.1  # 单元格大小
source_pos = (50, 50)  # 声源位置
source_strength = 1  # 声强

# 更新函数，基于当前时间和位置计算新的值
def wave_function(x, y, t):
    return source_strength * np.exp(-((x - source_pos[0]) ** 2 + (y - source_pos[1]) ** 2) / (2 * speed_of_sound * (t + dx)))

# 时间步长和总时间
dt = 0.01
total_time = 2  # 运行2秒

for t in np.arange(0, total_time, dt):
    medium += wave_function(np.arange(dx, 100, dx), np.arange(dy, 100, dy), t)

plt.imshow(medium, cmap='hot', interpolation='nearest')
plt.colorbar()
plt.title('声波在时间 {} 秒后的分布'.format(t))
plt.show()