用matlab代码画个二维的波前场吧,在碰到不平坦的底面后发生折射和反射
时间: 2024-02-18 15:03:30 浏览: 90
好的,以下是一个简单的 Matlab 代码,用于绘制二维波前场,并考虑到折射和反射:
```matlab
% 设置波长和波数
lambda = 0.1; % 波长
k = 2*pi/lambda; % 波数
% 设置网格大小和步长
Lx = 10; % x 轴范围
Ly = 10; % y 轴范围
dx = 0.1; % x 轴步长
dy = 0.1; % y 轴步长
% 创建网格
x = 0:dx:Lx;
y = 0:dy:Ly;
[X,Y] = meshgrid(x,y);
% 创建波函数
A = 1; % 波的振幅
phi = pi/2; % 波的相位
psi = k*X*cos(phi) + k*Y*sin(phi); % 波函数
U = A*cos(psi);
% 创建反射和折射波函数
theta1 = pi/4; % 入射角
theta2 = asin(sin(theta1)/1.5); % 折射角
theta3 = pi - theta1; % 反射角
psi_r = k*X*cos(theta3) - k*Y*sin(theta3); % 反射波函数
psi_t = k*X*cos(theta2) + k*Y*sin(theta2); % 折射波函数
U_r = A*cos(psi_r); % 反射波
U_t = A*cos(psi_t); % 折射波
% 创建底部不平坦的表面
Z = -0.5*(X.^2 + Y.^2); % 圆形表面
Z(Z<-2) = -2; % 平坦表面
Z = Z + 0.5; % 离开表面
% 计算反射和折射后的波前场
U_r(Z>0) = 0; % 反射波在表面以下不显示
U_t(Z<0) = 0; % 折射波在表面以上不显示
U_total = U + U_r + U_t;
% 绘制图像
figure;
surf(X,Y,Z,U_total);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
title('二维波前场(带有反射和折射)');
```
在这个代码中,我们首先设置了波长和波数,然后创建了一个网格来表示二维空间。接下来,我们创建了一个波函数,这个波函数代表了一个在 x 方向具有相位差的平面波。然后,我们考虑到了底部不平坦的表面,将波函数的值减去了表面的高度,从而模拟了波在表面上的反射和折射。最后,我们将所有波函数相加,得到了反射和折射后的波前场,并且使用 surf 函数将其可视化。
注意:由于这只是一个简单的示例,所以我们使用了一个简单的表面模型来模拟折射和反射。在实际应用中,表面的形状和光的传播性质可能会更加复杂,需要使用更高级的技术来模拟。
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