MATLAB模拟杨氏双缝干涉实验与计算机编程

本篇MATLAB课程论文探讨了杨氏双缝干涉实验问题的求解及其计算机模拟方法。作者宋贵，电子0802班学号084011402461，研究了单色光通过两个窄缝S1和S2时，如何利用MATLAB进行干涉现象的模拟。 首先，杨氏双缝干涉实验是利用分波前原理，通过两个同频率、同相位光源在屏幕上形成干涉图案。当光束到达屏幕时，因距离差导致光波的相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。理论部分阐述了光程差与相位差的关系，以及光强与振幅的关系，即光强正比于振幅的平方。 接下来，作者详细描述了实现计算机模拟的步骤： 1. 定义实验参数，包括相干波的波长λ、双缝间距a和缝与屏之间的距离D。 2. 设定光屏的范围，例如宽度为5λD/a。 3. 将光屏的Y轴分成101个等间距点，以便对每个点进行精确计算。 4. 使用for循环遍历这些点，计算每个点到两个光源的光程差，进而计算相位差，并根据公式(6)计算出该点的光强。 5. 生成光强在光屏Y方向上的分布图，展示干涉条纹的分布情况。 6. 最后，使用image函数绘制干涉条纹图像，并通过colormap调整灰度级别，使得最强光强度对应于最大灰度级（白色）。 这篇论文的核心内容是将物理干涉原理与MATLAB编程相结合，实现了对杨氏双缝干涉实验的可视化模拟，这不仅有助于理解和掌握相干光的干涉现象，也展示了MATLAB在科学计算和图像处理中的应用能力。通过阅读这篇论文，读者可以学习到如何在MATLAB中设计和执行此类物理实验模拟，提升数学软件在工程和科学研究中的实际操作技巧。