_波的衍射论文.doc

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1、+-　　　　　　本科毕业论文（设计）题目：波的衍射模拟院系：物理与电子信息科学系专业：电子信息科学与技术姓名：学号：指导教师：教师职称：教授填写日期：2011年12月18日34摘要衍射是光波的一种重要特征,对光波衍射现象的讨论是以惠更斯-菲涅尔原理为基础的。衍射的实验有光波的夫琅禾费衍射，透射光栅衍射，微波布拉格衍射，X射线晶体衍射和电子衍射，在论文中我只用了前三个实验，利用MATLAB强大的矩阵运算功能和图形绘制功能，在波动光学相关理论的基础上，通过编程实现了衍射现象的仿真。在衍射理论的基础上，

2、编写了MATLAB程序代码，实现了夫琅和费衍射，菲涅耳衍射和光栅衍射模拟仿真。通过仿真程序的运行，能形象、直观地展现衍射现象。关键词：衍射；惠更斯—菲涅尔原理；夫琅禾费衍射；透射光栅衍射；MATLAB34AbstractDiffractionisanimportantcharacteristicofthewavesoflight,thelightwavediffractionphenomenondiscussionishuygens-fresnelprinciplebased.Diffractio

3、nexperimentofthewavesoflighthaveCardiffbluegrasslakefrontfeediffraction,diffractiongratingmicrowavePraguediffraction,theX-raydiffractionandelectrondiffractioncrystal,inthepaper,Iwasonlythefirstthreetests,usingMATLABstrongmatrixoperationfunctionandgrap

4、hicsdrawingfunction,inthewaveopticsrelatedtheory,andonthebasisoftheprogrammingthroughthediffractionphenomenonofthesimulation.Basedonthetheoryofthediffractionpattern,writeMATLABcode,andrealizethefraunhoferdiffraction,theFresneldiffractionandgratingdiff

5、ractionsimulation.Throughthesimulationprogramofoperation,canimage,intuitivetoshowthediffractionphenomenon.Keywords:diffraction;Thehuygens-Fresnelprinciple;Husbandbluegrasslakefrontfeediffraction;Diffractiongratingdiffraction;MATLAB34目录第一章引言51.1波动光学的历史

6、及研究对象51.2光学实验仿真61.3MATLAB仿真的特点6第二章光的衍射实验仿真82.1光的衍射现象及其分类82.2夫琅和费衍射及其仿真实现92.3菲涅耳衍射及其仿真实现152.4光栅衍射及其仿真实现192.5本章小结21第三章MATLAB衍射实验仿真流程223.1仿真模拟223.3本章小结24第四章结束语24参考文献25致谢.....................................................................................

7、...............................26附录.............................................................................2734第一章引言1.1波动光学的历史及研究对象波动光学是在电磁波动理论基础上研究光的波动现象的一门学科。人类对于光的认识分为以下几个阶段：17世纪，人们提出了光本性的两种学说，微粒说和波动说。光的微粒说由笛卡尔提出，得到牛顿的支持。微粒说认为光是由一份一份的微粒所组成的。由于

8、牛顿在科学界的威望，多数科学家在17世纪和18世纪倾向于光的微粒学说。19世纪初，英国科学家托马斯·杨完成了著名的“杨氏干涉实验”，提出了“光的干涉原理”，动摇了光的微粒说的地位。与托马斯·杨同一时期的法国科学家菲涅耳把惠更斯的子波假设和杨氏的干涉原理相结合，提出后人所谓的“惠更斯-菲涅耳原理”。该原理用波动理论圆满的解释了光的直线传播规律，定量的给出了圆孔等衍射图形的强度分布。1817年，托马斯·杨明确证明，光波是一种横波（在此之前，惠更斯，菲涅耳等人也有此设想），使一度被牛顿视