光學實驗與仿真

前言

本書介紹如何用科學計算軟件Matlab的數值計算方法，模擬光學實驗及結果可視化，主要側重于波動光學，充分利用了Matlab圖形描述和動態(tài)顯示超強功能。介紹Matlab語言基礎和基本使用方法的目的是為讓初學者盡快掌握并激發(fā)學習興趣，我們力圖做到言簡意賅、圖文并茂。Matlab中內容部分有些來自于文中提到的參考書，仿真部分主要包括光學中的干涉和衍射，除了我們的一些應用編程實例和經驗外，還有些程序來自于文中提到的文獻中，并將程序逐個列出，便于讀者模仿、消化、吸收、創(chuàng)新。作者在物理系教學過程中體會到：學生對于理論課的學習，較多的時間進行公式推導和計算，久之，少部分學生的學習積極性有所下降。為提高學生的動手能力、應用編程能力以及活躍課堂氣氛，物理教研室老師們一致認為，應以光學實驗仿真為突破口，讓學生盡快掌握其方法。通過一段時間的學習和訓練，此仿真手段用于物理學中的其他學科將變得相對容易些。本書主要參編人員是工作在教學一線的山東科技大學應用物理系老師，還有曲阜師范大學印刷學院的詹儀老師。有些Matlab仿真素材來自于老師們常用的教學課件中。由于作者水平有限，時間倉促，書中難免有不妥之處，敬請讀者指正。最后，感謝北京理工大學出版社的熱情支持和幫助，感謝山東科技大學“群星計劃”的微薄資助，感謝老師們的合作。

內容概要

　　《光學實驗與仿真》由Matlab語言基礎部分和光學實驗的計算機仿真兩部分組成。在語言部分中，介紹了常用的基本函數和使用方法，仿真部分主要包含楊氏雙縫干涉、光柵、三角孔、矩形孔衍射以及空間濾波系統(tǒng)。通過使用大量的Matlab中多方面的語句，并給出了相關列舉實例，有助于讀者盡快理解掌握編程的基本方法。《光學實驗與仿真》適用于物理系的本、專科生，既可作為大學生的Matlab語言的入門教材，又可作為物理學科的仿真輔助參考書，同時也希望《光學實驗與仿真》能對大學物理教師的講課、演示和解題有所幫助。

書籍目錄

第一部分 Matlab部分第1章 Matlab簡介1.1 Matlab的產生背景1.2 Matlab語言的特點1.3 Matlab的工作環(huán)境第2章 基礎知識2.1 變量名2.2 數據與算符2.3 表達式與特殊函數查詢2.4 符號變量和符號表達式2.5 函數庫2.6 隨機數第3章 數據的可視化3.1 plot的基本調用格式3.2 多條曲線繪制3.3 三維曲線和曲面3.4 動畫第4章 數值計算4.1 多項式4.2 解微分方程4.3 差分、微分4.4 相關分析和傅里葉分析的函數第5章 矩陣5.1 矩陣的運算5.2 矩陣的分解5.3 矩陣的特征值分析第6章 邏輯判斷及流程控制6.1 關系運算6.2 邏輯運算6.3 流程控制語句第二部分 光學仿真第7章 仿真7.1 國內外現狀7.2 仿真研究的意義第8章 光的干涉實驗8.1 波的疊加原理8.2 楊氏實驗8.3 牛頓環(huán)8.4 邁克爾遜干涉儀第9章 光的衍射9.1 光的衍射現象9.2 衍射現象分類9.3 光柵衍射9.4 傅里葉變換9.5 空間頻率濾波參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第一部分 Matlab部分　　　第1章 Matlab簡介1.1 Matlab的產生背景Matlab誕生于20世紀70年代，它的編寫者是Cleve Moler博士和他的同事。當時，Cleve Moler博士和他的同事開發(fā)了EISPACK和LINPACK的fortran子程序庫。這兩個程序庫主要是求解線性方程的程序庫。但是，Cleve Moler發(fā)現學生使用這兩個程序庫時有困難，主要是接口程序不好寫，很費時間。于是他自己動手，在業(yè)余時間里編寫了Eispack和Linpack的接口程序。1984年，Cleve Moler和John　Little成立了MathWorks公司，正式把Matlab推向市場，并繼續(xù)進行Matlab的開發(fā)。1993年，MathWorks公司推出Matlab 4.0；1995年，Math Works公司推出Matlab 4.2C版(For Win3.x)；1997年推出Matlab 5.0；2000年，MathWorks公司推出：Matlab 6.O；2002年，MathWorks公司推出Matlab 6.5；以后又陸續(xù)推出了Matlab 7.0系列；2008年又推出最新的Matlab 7.7版本。每一次版本的推出都使Matlab有長足的進步，界面越來越友好，內容越來越豐富，功能越來越強大。Matlab的長處在于數值計算，能處理大量的數據，而且效率比較高。MathWorths公司在此基礎上開拓了符號計算、文字處理、可視化建模和實時控制能力，增強了Matlab的市場競爭力，使Matlab成為市場主流的數值計算軟件。Matlab產品族支持概念設計、算法開發(fā)、建模仿真、實時實現的理想的集成環(huán)境。其主要功能有：數據分析、數值和符號計算、工程與科學繪圖、控制系統(tǒng)設計、數字圖像信號處理、財務工程，建模、仿真、原型開發(fā)，應用開發(fā)，圖形用戶界面。

編輯推薦

《光學實驗與仿真》是孫緒保編寫的，由北京理工大學出版社出版。

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