Python光學(xué)仿真之對光的干涉理解學(xué)習(xí)

更新時間：2021年10月20日 10:53:51 作者：微小冷

這篇文章主要為大家介紹了Python光學(xué)仿真之對光的干涉理解學(xué)習(xí)，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步早日升職加薪

光的干涉

干涉即兩束光在疊加過程中出現(xiàn)的強度周期性變化情況，其最簡單的案例即為楊氏雙縫干涉。

在這里插入圖片描述

如圖所示，光從 S S S點發(fā)出，通過兩個狹縫 S 1 , S 2 S_1,S_2 S1,S2，最終匯聚在右側(cè)的干涉屏上，在不同位置處將會產(chǎn)生不同的相位差。

在這里插入圖片描述

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)過小孔之后的光程差，dSlit為小孔間距,dWave為波長
#point為衍射屏上某點，theta為衍射屏相對小孔所在直線傾角
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()

得到的衍射強度圖為

在這里插入圖片描述

雙縫干涉是一個非常實用的模型，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剖開透鏡等等。其中Frenel雙面鏡如圖所示

在這里插入圖片描述

光源入射到雙面鏡之后在鏡后產(chǎn)生了兩個像點 P , Q 二者相當于一對小孔，于是可以在右側(cè)的干涉屏上產(chǎn)生干涉。

其仿真過程與楊氏干涉只差一個小孔的轉(zhuǎn)換，圖像亦如出一轍。

#alpha為雙鏡銳角，dSA為光源到劈點距離，dScreen為S像點連線到干涉屏距離
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)仿真之對光的干涉理解學(xué)習(xí)的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Python理解光的干涉的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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