Python光學(xué)仿真之對(duì)光的干涉理解學(xué)習(xí)
光的干涉
干涉即兩束光在疊加過(guò)程中出現(xiàn)的強(qiáng)度周期性變化情況，其最簡(jiǎn)單的案例即為楊氏雙縫干涉。
如圖所示，光從 S S S點(diǎn)發(fā)出，通過(guò)兩個(gè)狹縫 S 1 , S 2 S_1,S_2 S1,S2，最終匯聚在右側(cè)的干涉屏上，在不同位置處將會(huì)產(chǎn)生不同的相位差。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
#兩束光疊加
waveAdd = lambda I1,I2,theta : I1+I2+2*np.sqrt(I1*I2)*np.cos(theta)
#同一束光經(jīng)過(guò)小孔之后的光程差，dSlit為小孔間距,dWave為波長(zhǎng)
#point為衍射屏上某點(diǎn)，theta為衍射屏相對(duì)小孔所在直線傾角
def interSlit(dSlit,point=(1,1,1),n=1,dWave=1.06e-6):
pVar = sum(np.array(point)**2) + 0.25*dSlit**2
delt = 2*np.pi*n/dWave*(
np.sqrt(pVar+point[0]*dSlit)-
np.sqrt(pVar-point[0]*dSlit))
return delt
#楊氏干涉，只考慮x方向
#dSlit：小孔間距；dScreen：衍射屏距離
#nGrid：網(wǎng)格個(gè)數(shù)；dGrid：網(wǎng)格間距
def interYang(dSlit=1e-3,dScreen=1,n=1,I1=1,I2=1,
dWave=1.06e-6,nGrid=500,dGrid=1e-5):
xAxis = np.arange(-nGrid,nGrid+1)*dGrid
I = [waveAdd(I1,I2,interSlit(
dSlit,(x,0,dScreen),n,dWave))
for x in xAxis]
plt.plot(xAxis,I)
plt.show()
得到的衍射強(qiáng)度圖為
雙縫干涉是一個(gè)非常實(shí)用的模型，可以應(yīng)用到許多光學(xué)裝置中，例如Fresnel雙面鏡，F(xiàn)resnel雙棱鏡，Lloyds鏡，Billet剖開(kāi)透鏡等等。其中Frenel雙面鏡如圖所示
光源入射到雙面鏡之后在鏡后產(chǎn)生了兩個(gè)像點(diǎn) P , Q 二者相當(dāng)于一對(duì)小孔，于是可以在右側(cè)的干涉屏上產(chǎn)生干涉。
其仿真過(guò)程與楊氏干涉只差一個(gè)小孔的轉(zhuǎn)換，圖像亦如出一轍。
#alpha為雙鏡銳角，dSA為光源到劈點(diǎn)距離，dScreen為S像點(diǎn)連線到干涉屏距離
def lensFresnel(alpha=0.1,dSA=1e-3,dScreen=1,
n=1,I1=1,I2=1,dWave=1.06e-6,
nGrid=500,dGrid=1e-4):
dSlit = 2*dSA*np.sin(alpha)
interYang(dSlit,dScreen,n,I1,I2,dWave,nGrid,dGrid)
以上就是Python光學(xué)仿真之對(duì)光的干涉理解學(xué)習(xí)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python理解光的干涉的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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