光栅衍射实验MATLAB仿真.doc

届 别　　　 2０12届ﻩ 　 　
　 　 　 　　 学 号 　2 　　　
毕业设计
光栅衍射实验的MＡTLAB仿真
　
姓　 　 　 　 名 　 吴 　 　帅 　
系 别、 专 业 　物理与电子信息工程系
　 　 应用物理专业　 　 　
导 师　姓 名、职 称 　 姚　　敏 　教 　授
完 　 成 　时 间　 　 20１２年５月１６日 　
目 录
摘 　要ﻩI
ABSTRAＣTﻩII
１　引言ﻩ1
国内外研究动态 1
2理论依据ﻩ2
２。1　平面光栅衍射实验装置ﻩ2
２．2 原理分析ﻩ３
　MＡTLAB主程序的编写 ６
仿真图形的用户界面设计 7
３ 光栅衍射现象的分析ﻩ8
3．1 缝数N对衍射条纹的影响 ８
３。2　波长λ对衍射条纹的影响ﻩ10
3。3 光栅常数d对衍射光强的影响 12
条纹缺级现象ﻩ13
4 总结 14
参考文献 16
致 　 　谢 17
附 录 18
摘　　要
　
平面光栅衍射实验是大学物理中非常重要的实验，实验装置虽然简单，但实验现象却是受很多因素的影响，例如波长λ，缝数N,以及光栅常数d。本文利用惠更斯一菲涅耳原理,获得了衍射光栅光强的解析表达式，再运用Matlaｂ软件,将模拟的界面设计成实验参数可调gｕｉ界面,能够连续地改变波长λ，缝数Ｎ，光栅常数d，从而从这 3个层面对衍射光栅的光强分布和谱线特征进行了数值模拟，并讨论了光栅衍射的缺级现象，，能够加深对光栅衍射特征及规律的理解，这些都很有意义。
关键词：平面光栅衍射；惠更斯－菲涅尔原理；ｇui；光强分布;Matlaｂ
ABSＴRACＴ
　 　　 Pｌane graｔｉｎg diffractｉoｎ ｅｘperimenｔ is ｖeｒy　imporｔant in the　Ｃollegｅ physics experimｅｎt, though the ｅxpeｒimeｎtal equipｍent　is simｐle， the result wｉｌl be　ｉnfluenced　ｂy　many factoｒs，　such as ｗaveleｎgthλ　ａnd slot ｎuｍber N,　and　ｇrａting numｂer　d。 The papeｒ takes advａntage of Huygens－Fresnel ｐrincｉple, ｔｈｅn fugｕｒeｓ ｔhe　fｏmula ｏf　ｄｉffracｔｉｏｎ　ｌｉght inｔensitｙ diｓtrｉｂｕtｉon。 At　laｓt the　expeｒｉment ｉs simｕlated by　Ｍatlab　sｏfｔware. The user ｃａn ｃoｎtinｕoｕｓlｙ　changｅ parａｍeter wavelengthλ, ｓlｏt　nuｍｂeｒ N， grating number　ｄ, so ａs　tｏ geｔ tｈe ｄiffｅrent ｅxpｅrｉmｅntal ｐhenｏmｅnon，and　the mｉssing orｄｅｒ ｏf grating　diffraｃtion ｐhｅｎｏmeｎa　wilｌ be ｄｉｓcｕｓsed. Noｔ　oｎly tｈｅ matlaｂ siｍulａtｉon can be usｅｄ tｏ oｖｅｒcｏme the lｉmｉtatioｎs ｏf ｅxpｅrimental ｅquiｐment aｎd other inｃidｅntal　ｆactoｒs。 ｂut alｓo through tｈe coｍparison of expeｒimｅntａl pｈｅｎomenon， it can deepeｎ the　ｕndｅrstandiｎg of　ｇｒating dｉｆｆractｉoｎ charａcｔers　anｄ rｕleｓ． As a wｈole，　ｉt iｓ oｆ sｉgnificance．
Ｋey wｏrｄs: ｄiffrａction　ｏｆ plane gｒaｔｉngs; Huｙｇenｓ—Frｅsnel　principle， GＵＩ， ａnd　l