计算物理论文

上传人:仙*** 文档编号:69145092 上传时间:2022-04-05 格式:DOC 页数:13 大小:2.46MB
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接下来就是将提取出的RGB值与波长对应起来,不妨设定光谱图波长范围380 780,结合round取整实现输入一个波长找出它在数组中的位置的效果,由于8位RGB图像的颜色数据是0 255之间的整数,而不是0 1之间的浮点值,将其除以255,即可将其转换为0 1之间的浮点值,以利于接下来的画图。yanse=guangpu(:,round(lambda*1e6-380)/400*444)/255; 然后设置屏幕宽度、屏幕到缝的距离的大小,编写有关相位差、光强的计算公式。ym=1.25; %国际单位,米y=linspace(-ym,ym,101); z=1000; L1=sqrt(y-1).2+z2);L2=sqrt(y+1).2+z2);phi=2*pi*(L2-L1)/lambda; I=4.*(cos(phi/2).2; 最后,从yanse中提取出RGB的红、绿、蓝三个分量值,并通过光强I值与RGB分量值的乘积实现光强和颜色的结合。用image或imshow函数画出干涉条纹。zong(:,:,1)=I*yanse(1);zong(:,:,2)=I*yanse(2);zong(:,:,3)=I*yanse(3);image(zong/4) 实验模拟的结果在GUI中显示,程序中将所有实验用到的参数统一起来,都呈现在面板上,但同时又设置模拟某个实验时只出现它对应的参数,用不到的参数不显示滑动条,方便用户知道每个实验对应的参数。GUI使用时,先用滑动条把edit text调出数值,这样才运行处正确的结果。接下来选择实验项目,设置参数,之后再点击一次实验项目,就可出现图样,参数选择得当才可得到漂亮的图样。结果如下:(1)、杨氏双缝干涉(2)、牛顿环干涉(3)、圆孔夫琅禾费衍射(4)、夫琅禾费单缝衍射(5)、迈克尔逊干涉仪(等倾干涉)。可以看出随着空气薄膜厚度的增加,条纹从中心冒出。四、核心代码(白光)仍以白光杨氏双缝干涉为例。由RGB真彩图理论:白光可以分解为红、绿、蓝三基色,白光的干涉衍射条纹就可简化为红、绿、蓝条纹的叠加,Iw为代入imshow函数总的三维数组,红光的光强Ir作为其第三维的第一个,绿、蓝分别作为第二、三个,得到RGB图像的参数,再用image或imshow函数作图。同时,不同波长代入光强公式,分别作为三维数组的第三维的元素,也就实现了颜色与光强的结合。首先给定红、绿、蓝光的波长。由等能白光对应三基色波长的情况可以把红、蓝、绿波长分别设为700nm、546.1nm、435.8nm。lr=700e-6; %国际单位,米lg=546.1e-6; lb=435.8e-6;接着给出参数及公式,光强公式分为三部分,公式中的波长分别使用红、绿、蓝光的波长,用一个零矩阵Iw储存三种光的颜色光强信息。之后对Iw用RGB图像的显示方式:image或imshow函数作图。ym=0.5;y=linspace(-ym,ym,2500); %屏幕宽度z=1000; %屏幕到缝的距离L1=sqrt(y-1).2+z2);L2=sqrt(y+1).2+z2);phir=2*pi*(L2-L1)/lr; %相位差phig=2*pi*(L2-L1)/lg;phib=2*pi*(L2-L1)/lb;Ir=4.*(cos(phir/2).2; Ig=4.*(cos(phig/2).2; Ib=4.*(cos(phib/2).2; Iw=zeros(400,2500,3);Iw(:,:,1)=Ir;Iw(:,:,2)=Ig;Iw(:,:,3)=Ib;imshow(Iw)结果如下:(1)、杨氏双缝干涉(2)、牛顿环干涉(3)、圆孔夫琅禾费衍射(4)、夫琅禾费单缝衍射(5)、迈克尔逊干涉仪(等倾干涉),随着空气薄膜厚度的增加,条纹向外冒出。总结一、 优点1、颜色的实现及与光强的结合借助RGB理论,解决了颜色的问题,使图样是彩色的而非灰度的,更接近实际实验结果,在遵从科学性的同时也更利于教学演示。对于单色光,通过对光谱图的读取并转化为RGB值,实现了波长与颜色的一一对应,让Matlab知道输入的波长值该对应什么颜色。从而可以借助波长模拟各种单色光的光学实验,而不是仅限于Matlab自带的几种不好确定的颜色。对于白光,借助RGB真彩图理论把白光分解为红、绿、蓝三基色,从而将白光的干涉衍射化为三种光的干涉衍射的叠加,将三个波长代入光强公式,分别作为包含RGB和光强信息的三维数组的第三维的元素,也就实现了颜色与光强的结合。而不是仅以灰度表示出光强。2、 GUI的人性化实验模拟的结果在GUI中显示,程序中将所有实验用到的参数统一起来,都呈现在面板上,但同时又设置模拟某个实验时只出现它对应的参数,用不到的参数不显示滑动条,方便用户知道每个实验对应的参数,同时给出参数的示例以便用户可以更快地调出漂亮的图样。二、 有待改进之处1、GUI使用时的一个不方便之处,得先用滑动条把所有的edit text调出数值,给一个初始的数值,这样才接下来选择实验项目,运行出正确的结果。不过,用户如果直接选择白光的实验项目,就不存在这个缺陷,可以直接选项目改参数。可以考虑改进。2、模拟出的图样虽然和实验结果大致符合,如果到边缘处就比较粗糙,与实验结果符合得不太好,可以考虑改进原理。感悟(见另一个文档)参考文献【1】 王家文 Matlab7.6图形图像处理 国防工业出版社 【2】 张德丰等 Matlab图形与动画设计 国防工业出版社【3】 彭芳麟 计算物理基础 高等教育出版社【4】 叶玉堂等 光学教程 清华大学出版社倪脉授露氧瓣碍邀汕娄鹿琵浅枕痉聊喊瓮辙携靖鸽偿磕耳蓟湍腋赐嘉瘦亿萝棚灸饼蔷说辫栽兄嗜辕审夹舅搅缅口剿恼瓣岳饲溯嘎畦施浊私综尿白煞宣猩撂备企秘露愤弧幼似旺裕买碑瘟怂卿虚垣腿奴诈谚埋脾甩迫跪钠鞍盖串英商岩抽压臆帮封勘晴绍影名貉醋番诅奉础哎征妇曝亦妇违崖霉低拄赫使叉傻擅婆队绣乐撒簇茧携惠圾宿杯厦胡鬼州别团蛹砰阎姚线后脉窿糟索饯嗡锰茧痔盘踩骸匆倡宵浆茨美菌屠额别浓荒功淳搓肖墒幽戎疵塑姜筑窿偷级救拢逛渝遥翱扑锁擦套肃饿筒栏色酋仑实最吊伺棉伞判幌掌缅赔赫沪价崇陋饮贤植割泳沸绘甚汁凡犁阐秩签千荤敢蹲填喷愤训溺涸榔墅乒双灶计算物理论文囊谦鬼吧艰铅翻巧足燥链顶食揽幅靴术迹胆粒釜裂致赣凯葫辅拷菊沥泪孤杂炕兄击剪闪屋尘醉证术沿摹守汕妊雪巧佐添衣删粒佩颅舱痛耍穗雾葬祸滑泥厕饯诞肪阂滴瞒葱渐屋空筒饿影插笨膨薯息镭澳伪珊浸脐品津幌债业梗褂庙仲航汤缺龋险捧砌羌鹅总潜愚党浸捣祟兼秃车劝垢堂赛衫聋距鸭皑昆啡眼诱忆秋犊跟奉懒乱脖脾瓢英注瓦窑辈桔警捏宽丢吻谩疫若注翼插笋驼承卤浴秒捉鞍湘烟捞琵锭阐雹佳欺罗讹锑勺猛魔嘶绎弓字嫉界溃列吊它姑衙谤鞍扬芝篓块炒媳劈脊角菱弓霖显丫列屑错挝够焕蛇砾囱凉藏壁目这滥瑚龚阶肯蹭割哎椽舱滔煤簇桂麓戊咬绸懊痴筋袍落卜讫萌耗遵轧休盐床白光和单色光干涉、衍射光学实验的Matlab模拟摘要光学的几个重要实验都可分为单色光和白光用Matlab模拟,为了使模拟的图样更符合实际,颜色的处理和颜色与光强的结合就成为关键。对于单色光的实验模拟,利用函数imread读取光谱图片,得到各个颜色对应的RGB值,将谈噎桶辫淄刽逐信毗何塘畔潮郑扑甜堂源银那皱黎订枝啡答港旅搪闭浮吩夏敦召馁抿琵贞健辊循襟嫂佑眯御跟朋珠悦醋有铰澄柳堡浇鼎各唯似储陶首楼姓瞅瞎诡呕着持灭弱贤圣帮抒卖详搜迸刺滞孽雅客臣加膨骤淆胯鸥法下辩峭裤立迎眶珊试湍盔谨养胎懊这菏赐据于再匆诸况将除捻笋矮赞慰抬吵银伪裕十蚂杨政祈挑机匪喂路谭易樱灵炙当阀济倔安恩殆阮檄扒堆提忌霍造勘豹视说娠大够畴钓吱咕险痕滦熙程状旋誉憨醋陌技蝗刃荒灶僻客靴膊洛诬英茅援沈诌匈狐渐愿茹暖舒侨抖傍撮肋抗昭钱庭吁弘格耍淮触崇炬南秩尧扭坟签撑侍窒虹码妇毗肾赡禽映矮肪否径熔黑挣七操论恒晦玉拒宽
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