1. 研究目的与意义
波动光学课程是一门概念较多,物理规律较为抽象的课程。
这门课程的理论教学对实验的依赖性很强,而且一些光学现象和规律缺乏细致的数学推导,使得学生在学习的过程中感到困难。在这种情况下,利用MATLAB软件进行光学仿真,以此来改进教学,让教学手段现代化,教学形象生动化。这样可以不断地提高学生学习光学课程的兴趣,培养学生的创新能力。MATLAB可以对光学中的各种光学实验进行模拟仿真,并将实验结果以图像的方式清晰直观地显示出来。特别是GUI界面具有良好的交互性能,可以在界面上直接进行参数修改,得到动态的仿真图像。
充分利用计算机软件功能为教学曾添活力,让同学理解复杂的理论和实验做好铺垫,利用MATLAB软件作为平台,对光学实验进行计算机仿真,具有以下意义:一方面,利用仿真实验,减少仪器使用,节省了资金;另一方面,在教学上面,把抽象难懂的概念、原理通过仿真实验生动形象地表现出来,让学生更加容易接受,具有良好的教学效果。2. 研究内容和预期目标
研究内容 :
首先利用matlab图像处理功能,来生成接收屏上的光场图像和相应的光强分布曲线,然后利用matlab的gui设计技术编制出便于操作的图形用户界面。利用滚动条可以调节波长、缝与屏的距离、双缝距离,从而可以实时动态地观察到相应结果的变化。观察主极大衍射条纹的相应变化,得出缝数和主极大的相对强度的关系,光栅常数和缝宽与主极大的分布关系。
预期目标:
3. 研究的方法与步骤
(1)通过查阅文献资料,全面理解波动光学的基础理论和教学难点。
(2)针对波动光学中光的干涉、衍射、偏振等内容的教学难点,编写matlab软件源程序,进行光学现象的仿真。
(3)对光学仿真的图形及相应的物理特性进行分析。
4. 参考文献
[1]波恩,沃尔夫.光学原理[m].杨葭荪,译.北京:科学出版社.1978:380—391.
[2]崔祥霞,杨兆华,陈君.基于matlab的光学衍射与干涉实验仿真[j].泰山学院学报,2009,31(3):109—113.
[3]王惠临,赵俊卿.matlab在大学物理教学中的应用[j].山东建筑大学学报,2009,24(3):279—281.
5. 计划与进度安排
2022年
1—2周(2月20日-3月5日) 下发毕业论文任务书
2—3周(3月1日-3月12日) 学生完成开题报告
