python 双缝干涉
时间: 2025-02-03 08:11:31 浏览: 69
### 使用 Python 实现双缝干涉实验的模拟
为了实现双缝干涉实验的模拟,在给定的软件环境中,即使用 Python 3.6 并借助 `numpy` 和 `matplotlib` 库[^1],可以通过编写一段脚本来完成这一目标。
下面是一个简单的例子,该代码能够生成并显示杨氏双缝干涉图案:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 参数设置
lam = 500e-9 # 波长 (米)
a = 2e-3 # 双缝间距 (米)
D = 1 # 屏幕距离 (米)
ym = 5 * lam * D / a # 计算最大y坐标范围
n = 101 # y轴上的采样点数
# 初始化变量
ys = np.linspace(-ym, ym, n)
# 创建存储强度分布的数组
intensity = []
for yi in ys:
r1 = np.sqrt((yi - a/2)**2 + D**2) # 到第一个缝隙的距离
r2 = np.sqrt((yi + a/2)**2 + D**2) # 到第二个缝隙的距离
phase_difference = 2 * np.pi * (r2 - r1) / lam # 相位差
intensity.append(np.cos(phase_difference / 2)**2) # 强度计算
# 绘制图像
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(ys, intensity, label='Intensity Distribution')
plt.title('Double Slit Interference Pattern')
plt.xlabel('Position on screen (m)')
plt.ylabel('Relative Intensity')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
```
这段程序定义了一些物理参数如波长、双缝之间的距离以及屏幕到双缝的距离等,并通过循环迭代计算不同位置处的相位差异及其对应的光强变化。最后利用 Matplotlib 将这些数据绘制成图形表示出来。
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