届 别 届
学 号 14060106
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 5月16日
目 录
摘 要I
ABSTRACTII
1 引言1
1.1 国内外研究动态1
2理论依据2
2.1 平面光栅衍射实验装置2
2.2 原理分析3
2.3 MATLAB主程序的编写6
2.4 仿真图形的用户界面设计7
3 光栅衍射现象的分析8
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10
3.3 光栅常数d对衍射光强的影响12
3.4 条纹缺级现象13
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，不仅有利于克服试验中物理仪器和其他偶然情况等因素给实验带来的限制和误差.并而且通过实验现象的对比，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 light intensity distribution; Matlab
1 引言
