python写一段代码,模拟单缝的夫琅禾费衍射光强分布
时间: 2023-12-01 12:26:44 浏览: 143
夫琅禾费衍射的MATLAB仿真,包括单缝衍射,一维光栅衍射,夫郎禾费圆孔衍射,双缝干涉
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好的,以下是一个 Python 代码实现单缝的夫琅禾费衍射光强分布的模拟:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义常数
wavelength = 632.8e-9 # 波长
k = 2 * np.pi / wavelength # 波数
a = 0.01e-3 # 缝宽
D = 1 # 到屏幕的距离
L = 0.5 # 屏幕大小
N = 1000 # 离散点数
# 定义坐标系
x = np.linspace(-L/2, L/2, N)
y = x
xx, yy = np.meshgrid(x, y)
# 计算衍射光强
r = np.sqrt(xx**2 + yy**2)
theta = np.arctan(r / D)
sinc = np.sin(a * k * np.sin(theta) / 2) / (a * k * np.sin(theta) / 2)
intensity = (sinc**2) * (wavelength / (2 * np.pi * r))**2
# 绘图
plt.figure(figsize=(8, 8))
plt.imshow(intensity, cmap='gray', extent=[-L/2, L/2, -L/2, L/2])
plt.xlabel('x (m)')
plt.ylabel('y (m)')
plt.title('Diffraction pattern of a single slit')
plt.show()
```
这段代码首先定义了一些常数,包括波长、波数、缝宽、到屏幕的距离和屏幕大小等。然后定义了一个二维坐标系,并计算了每个点的衍射光强。这里使用了一个更为复杂的公式来计算衍射光强,考虑了缝宽有限的情况。
最后使用 `imshow` 函数绘制了衍射图样。需要注意的是,这个代码中的缝宽、到屏幕的距离和屏幕大小等参数都是以微米为单位的。如果需要更改这些参数,需要注意单位的转换。
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