MATLAB仿真实现工程光学双缝干涉实验与强度分布

本文档主要涉及的是工程光学领域中的MATLAB仿真设计，具体案例是杨氏双缝干涉实验。杨氏双缝干涉是一种经典实验，用于演示光的波动性，通过两个相距很近的缝隙发出相干光波，这些光波在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。在MATLAB中，设计了一个仿真程序来模拟这个过程。 首先，实验的基本原理是基于光的波动理论，当光波从缝隙S1和S2到达屏幕时，它们的光程差δ决定了光强的干涉。根据公式（1-3），δ与缝隙间距d、光波波长λ以及缝到屏幕的距离Z有关。干涉图样由光强度公式（1-8）决定，其中光强的变化与相位差的余弦函数的平方成正比。 仿真程序部分，定义了关键参数如波长（以Lambda表示，单位为纳米），缝隙间距d（转化为毫米），以及从缝隙到屏幕的距离Z。通过计算每个屏幕点到双缝的距离（L1和L2），进而求得光程差和相位差（Φ）。利用MATLAB的循环结构，计算出所有采样点的光强值，并将其存储在二维数组B中。最后，通过图像处理技术（image函数和colormap）将光强值转换为灰度图像，展示在屏幕上，形成干涉图案。 总结来说，这份文档展示了如何使用MATLAB编程语言设计一个实用的工程光学仿真工具，用于模拟杨氏双缝干涉实验，帮助理解光的波动现象及其在实际实验中的表现形式。通过这个仿真，可以直观地观察到不同波长、缝间距和观察角度下干涉条纹的形态变化，这对于光学教学和研究具有重要意义。