夫琅禾费圆孔衍射及mathematica的数值模拟

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）第II页华东交通大学课程设计（论文）夫琅禾费圆孔衍射及mathematica的数值模拟学院:学号:姓名:专业:指导老师:二零一四年一月八日利用mathematica数值模拟圆孔衍射目录摘要IAbstractI第1章绪论11.1背景和意义11.2主要方法和研究进展11.3主要内容与结构安排1第2章夫琅禾费圆孔衍射12.1基尔霍夫衍射理论12.2圆孔的夫琅禾费衍射22.2.1复振幅公式22.2.2光强公式与光强分布分析42.2.4爱里斑52.3用Mathematica模拟圆孔衍射的光强分布52.3.1M

2、athematica的一些功能52.3.2圆孔衍射光强分布的模拟及分析62.4总结9参考文献10附录10利用mathematica数值模拟圆孔衍射摘要夫琅禾费衍射，又称为远场衍射，是指光源和观察幕离障碍物（孔或屏）均为无穷远的，光线偏离原来传播方向弯入障碍物的几何影区内的，并在几何影区和几个照明区内形成光强不均匀分布的现象。对于观察屏上各点的光强分布，是通过由基尔霍夫衍射理论及其伴轴近似和夫琅禾费近似而得到的夫琅禾费衍射公式来说明的。夫琅禾费圆孔衍射的光强分布图是一些同心圆环，中间的艾里斑集中了绝大部分光强，研究夫琅禾费圆孔衍射对

3、我们研究成像系统有很关键的作用。在本文中利用Mathematica软件模拟了夫琅禾费圆孔衍射，利用Mathematica软件中的有关函数可灵活调节入射波长、透镜焦距、圆孔半径各变量，直接形象地展示各个变量对衍射图样的影响。关键词：基尔霍夫衍射理论；艾里斑；夫琅禾费圆孔衍射；mathematicaAbstractFraunhoferdiffraction,alsoknownasthefar-fielddiffraction.Lightcurtainandobservefromtheobstacle(holesorscreen)are

4、infinity.Deviationfromtheoriginaldirectionofpropagationoflightbentintogeometricshadowzoneobstructions.Theformationofthelightintensitydistributionunevenphenomenoninthegeometricshadowandlightingarea.Lightintensitydistributionontheviewingscreenatvariouspoints,bytheFraunh

5、oferdiffractionformulatoillustrate.TheFraunhoferdiffractionformulabyKirchhoffdiffractiontheoryapproximationthroughwithaxesandFraunhoferapproximationisobtained.Airydiskinthemiddleofthevastmajorityconcentratedintensity.Fraunhoferdiffractionstudiesoftheholewestudytheimag

6、ingsystemhasaverycrucialrole.InthispaperistouseMathematicasoftwaretosimulatetheroundholeofFraunhoferdiffractionintensitydistribution.UseMathematicasoftwarerelatedfunctionscanbeflexiblyadjustedincidentwavelength,lensfocallength,holeradiusofeachvariable,vividlydemonstra

7、tethedirectimpactofeachvariableonthediffractionpattern.Keywords:Kirchhoffdiffractiontheory；Airydisk；CircularapertureFraunhoferdiffraction；mathematica10利用mathematica数值模拟圆孔衍射第1章绪论1.1背景和意义夫琅禾费圆孔衍射在实验室是可以实现的，而且也可以得到比较清晰的光强分布图，但实验需要稳定的环境，高精密的仪器，在普通教室难以完成，在实验室室也受到时间安排等条件的限制

8、，利用mathematica可以很好的解决这一问题，可以产生与真实实验相同的实验现象，达到与真实演示实验相同的演示效果。光的衍射现象是光的波动性的一种表现，通过对光的衍射现象的研究，可以深入具体地了解光的波动性。本课题研究夫琅禾费圆孔衍射，对于深刻