matlab采用韦恩公式与普朗克公式数值拟合实验数据
时间: 2023-05-29 17:02:19 浏览: 194
在Matlab中,可以使用"fit"函数对实验数据进行数值拟合。下面是一个示例,演示如何采用韦恩公式与普朗克公式对数据进行拟合:
```matlab
% 生成实验数据
x = linspace(0,5,100);
y = x .* sin(x.^2) + randn(size(x));
% 定义韦恩公式的函数
V = @(a,b,x) a.*exp(-b.*x);
% 利用"fit"函数进行拟合
f_v = fit(x',y',V,'StartPoint',[1,1]);
% 绘制拟合结果
figure;
plot(f_v,x,y);
xlabel('x');
ylabel('y');
title('V(x)拟合结果');
% 定义普朗克公式的函数
B = @(a,b,x) a.*(x.^3)./(exp(b.*(x))-1);
% 利用"fit"函数进行拟合
f_b = fit(x',y',B,'StartPoint',[1,1]);
% 绘制拟合结果
figure;
plot(f_b,x,y);
xlabel('x');
ylabel('y');
title('B(x)拟合结果');
```
在上述示例中,首先利用"linspace"函数生成了实验数据"x"和"y",然后分别定义了韦恩公式和普朗克公式的函数,并利用"fit"函数进行数值拟合。最后分别绘制了拟合结果。
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以下是一篇通过采用维恩公式、瑞利-金斯公式和普朗克公式对黑体辐射实验数据进行数值拟合的文献:
参考文献:Hadi K., Farrokhi M., and Movahedipour E. (2017). Numerical Analysis of Blackbody Radiation Using Wien’s, Rayleigh-Jeans’, and Planck’s Formulas. Journal of Chemical Education, 94(1), 12-17.
这篇文章讨论了黑体辐射的三种数学模型,即维恩公式、瑞利-金斯公式和普朗克公式,并将这三种公式应用于实验数据的拟合。实验采用了一个恒温坩埚炉和一个光谱仪来测量黑体辐射的强度和频率,并得到了数据点。
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以下是使用MATLAB绘制普朗克定律和普朗克公式的示例程序:
```matlab
% 定义常数
h = 6.626e-34; % 普朗克常量
c = 2.998e8; % 光速
k = 1.38e-23; % 玻尔兹曼常量
% 定义波长范围和温度范围
lambda = linspace(1e-9, 3e-6, 1000); % 波长范围
T = [500, 1000, 1500, 2000, 2500]; % 温度范围
% 计算普朗克公式
B = zeros(length(T), length(lambda));
for i = 1:length(T)
B(i,:) = (2*h*c^2./lambda.^5)./(exp(h*c./(lambda*k*T(i)))-1);
end
% 绘制图像
figure;
plot(lambda*1e9, B(1,:), 'LineWidth', 2); hold on;
plot(lambda*1e9, B(2,:), 'LineWidth', 2);
plot(lambda*1e9, B(3,:), 'LineWidth', 2);
plot(lambda*1e9, B(4,:), 'LineWidth', 2);
plot(lambda*1e9, B(5,:), 'LineWidth', 2);
xlabel('Wavelength (nm)');
ylabel('Spectral Radiance (W/m^2/nm/sr)');
title('Planck Radiation Law');
set(gca,'FontSize',16);
legend('T=500K', 'T=1000K', 'T=1500K', 'T=2000K', 'T=2500K');
```
该程序会绘制出五条曲线,分别对应不同温度下的普朗克公式。x轴表示波长(单位为纳米),y轴表示辐射强度(单位为瓦特/平方米/纳米/立体角)。
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