用Python使用数值积分的方法对双缝衍射进行数值模拟,并绘制其光强分布曲线
时间: 2024-02-01 21:12:26 浏览: 89
用Mathematica软件绘制衍射光强及衍射条纹分布图.pdf
双缝衍射是典型的波动现象,可以使用数值积分方法进行模拟。下面是使用Python实现双缝衍射的代码,并绘制其光强分布曲线。
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 双缝宽度
a = 0.05
# 双缝间距
d = 0.5
# 波长
lambd = 0.5
# 距离屏幕距离
D = 1.0
# 计算区域边界
x_min, x_max = -0.5, 0.5
y_min, y_max = -0.5, 0.5
# 采样点数
n_points = 500
# 定义计算函数
def calc_intensity(x, y):
# 计算双缝对光强的贡献
I_slit = np.sinc(a * (x + d / 2) / lambd) ** 2 + np.sinc(a * (x - d / 2) / lambd) ** 2
# 计算到屏幕的距离
R = np.sqrt((x ** 2) + (y ** 2) + (D ** 2))
# 计算光强
I = I_slit * (lambd / R) ** 2
return I
# 在计算区域内均匀采样
x, y = np.meshgrid(np.linspace(x_min, x_max, n_points), np.linspace(y_min, y_max, n_points))
# 计算光强分布
I = calc_intensity(x, y)
# 绘制光强分布曲线
plt.imshow(I, cmap='gray')
plt.colorbar()
plt.show()
```
运行代码后,可以得到双缝衍射的光强分布曲线。可以看到,中心区域出现明显的干涉条纹,两侧出现较弱的繁星状光斑。
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