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1.引言 光的多缝衍射是继单缝衍射以后的内容，光的多缝衍射是指光绕过障碍物（这个障碍物是大量相互平行等宽且等距的刻痕）偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象。这一现象是光具有波动性的重要特征，对多缝衍射的研究在教学中一般有两种方法：第一就是在单缝衍射的基础上推导出多缝衍射光强的公式，然后再进行分析[1]；另一方面就是实验演示[2-4]，但是在实验中对于多缝衍射现象的测量一般是通过接收屏直接观察或感光胶片照相观测，不能直接给出多缝衍射的光强分布。据与此，应用计算机模拟演示多缝衍射的光强分布将有助于学生理解多缝衍射的特点，是光学教学手段的有益补充。 copyright paper51.com
在这一课题的教学研究中，采用的较多的是Matlab[5-6] . C++[7].C++ Builder[8－9] CAI课件[10]等方法对光通过单孔，双孔，多孔等的衍射图样进行模拟。本文采用Mathematica软件[11]对模拟光的多缝衍射图样，得到单缝、双缝、三缝等缝数变化和缝宽变化等一系列图样，有利于教师的比较教学和学生的比较学习；本文还制作了光强的三维分布图，便于学生的直接观察和理解。此外，Mathematica数学软件程序简单、易学，学生经过简单培训就可以自己动手绘制较为复杂的图形，利于培养学生的学习兴趣。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 将Mathematica数学软件模拟的多缝衍射图样与实验结果相比，二者有较好的吻合。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 本文分为四个部分：第一部分阐述多缝衍射理论知识；第二部分给出在N取不同值时的光强分布图，主要应用于教学演示；第三部分用实验图和模拟图进行对比分析，证明模拟图的准确性；第四部分得出结论 内容来自www.paper51.com
2.光的多缝衍射 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
光的多缝衍射在大学光学教程中是一个重要的内容，它是在单缝衍射的基础上延伸出来的一个知识点，这个知识点对学生的抽象思维要求很高，为了让学生更好理解这一知识点，必须先知道它是怎么产生的，下面我们来看一下多缝衍射的实验简图： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
paper51.com 我们让在透镜L1的焦点处的点光源S发出的光经透镜L1投射到多缝G上，在狭缝后面放置一透镜L2，那么在透镜L2的焦平面上放置的接受屏F上将产生明暗相间的衍射图样。如图2所示（N＝5）： copyright paper51.com
paper51.com 图2 多缝衍射图样（N＝5） 内容来自www.paper51.com |