夫琅和费衍射的计算及MATLAB模拟
摘要：光学是一门历史悠久的学科。光学的发展经历了漫长而曲折的过程，衍生出了许多分支学科。笔者研究的内容属于物理光学的范围，旨在解决夫琅和费衍射的计算问题，进而应用MATLAB绘制光场分布的三维图像，并对结果做一些讨论。
关键词：光学； 衍射； 计算
一、文献综述
1 引言
光学是一门非常古老的学科。从几何光学到物理光学，再到量子光学，光学的发展经了一段漫长而曲折的历程。随着时间的推移，人们对光的本性的认识越来越深入。直到今天，光学仍然是物理学中最活跃的研究领域之一。本课题研究的内容属于物理光学的范畴。在物理光学中，人们意识到光是一种电磁波，可以利用处理电磁场的方法来研究光。关于这一方面的研究已经十分成熟，有大量的文献可供参考，因此笔者并没有做到推陈出新。如今，随着计算机技术的高速发展，越来越多的物理问题可以运用计算机软件来解决。考虑到这一点，笔者在用传统方法计算光衍射问题的基础上，结合计算机模拟的方法，为计算结果找到了更为直观清晰的物理图像。
2 光学发展的历史
由于本课题研究的内容与光有关，因此在进行相关的研究内容之前，笔者通过查阅大量的书籍文献，对光学发展的历史有了一个大致的了解。
光是自然界中的一种重要现象。我们的眼睛接受物体发射、反射或散射的光，才使我们能够看到客观世界中五彩斑斓、变化万千的景象。有关研究发现，人类通过眼睛接收到外部世界的信息量占接收到的总信息量的百分之九十以上。和力学、几何学、天文学一样，光学是最早发展起来的学科之一，这是因为光与人类的生产生活有着千丝万缕的联系。虽然光学发源很早，但是在相当长的一段历史时期内，人们对光学的认识只局限于对一些现象的描述和简单规律的总结。直到17世纪，人们才开始对光的本性作认真的探讨。当时有两个并立的学说。一方面，以牛顿为代表的一些科学家提出了光的微粒说。他们认为，光是遵守惯性定律沿直线飞行的粒子流。这个学说表明了光的直线传播定律，并能够在一定程度上解释光的反射和折射现象。然而，在用微粒说解释光的折射现象时，得出了水中的光速大于空气中的光速的错误结论。虽然如此，但由于当时技术条件的限制，还不能用实验手段来加以鉴别。光的微粒说统治了将近两个世纪。另一方面，和牛顿同一时代的惠更斯提出了光的波动说。惠更斯认为，光是一种依靠特殊弹性介质传播的机械波。这个理论也能解释光的反射和折射。但是惠更斯的理论并不完善，因为他认为光是纵波，而这在今天看来是错误的。19世纪初，托马斯·杨进行了著名的双缝干涉实验，为光的波动说提供了有利的证明。菲涅耳在惠更斯的基础上，引入子波相干叠加的思想，提出了惠更斯-菲涅耳原理，比较满意地解释了光的干涉和衍射现象。还有一些人根据光的偏振现象，得出了光是横波的结论。此外，傅科在1850年用实验证实了光在水中的速度小于它在空气中的速度。这样，到19世纪中叶，支持光的波动说的人远远超过了支持微粒说的人，光的波动说占据了主导地位。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
