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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

物理光学以光的波动性为主要研究对象，从电磁波理论和傅里叶分析两个角度，研究光的传播、干涉、衍射、偏振性质，以及光的信息处理。在这些经典内容的编排上，力求结构合理、铺垫充分、线索清晰。除了基础内容外，还适当增加了光压、光子晶体、干涉条纹分析等，以反映科学研究和工程应用中的热点问题。

在光学试验中，一些实验内容比较抽象，仅仅理论教学不能达到较好的课堂成果，必须通过实验演示和自己亲自动手才能加深理解。但是光学实验对光学仪器的精准度、实验环境等要求都很高，这既需要学校提供相对完善的实验设施，又需要学生较强的动手能力，才能得到与预期效果相近的实验结果，这样的实验会大大增加学生的时间成本，因此，为了提高课堂效率，增强学生学习物理光学中各种光学现象的兴趣，加深各种原理的理解，并且形成直观的物理图像，可采用matlab图形用户界面设计一个尽量全面的物理光学实验仿真平台。

通过这个仿真平台，学生们只需要改变程序之中的参数，就能够得到在不同条件下的光学图像。例如在圆孔的夫琅禾费衍射现象中，在其他条件不变的情况下，改变两孔之间的宽度，可以得到不同的实验现象，使学生更好地掌握光学知识，调动学习的积极性。

2. 研究的基本内容

本课题的研究利用科学计算软件matlab的数值计算方法，模拟物理光学实验及其结果的可视化，使实验脱离时间、地点、设备等限制，将得到与预期结果相符合的实验现象展现在学生眼前，让学生们能更加直观的理解和学习光学知识。

了解劈尖干涉现象、圆孔的夫琅禾费衍射现象和沃拉斯顿棱镜中的双折射现象的物理过程，对劈尖干涉、圆孔的夫琅禾费衍射和沃拉斯顿棱镜中的双折射的模拟结果进行分析，用matlab软件编写代码，模拟劈尖干涉、圆孔夫琅禾费衍射和沃拉斯顿棱镜中的双折射等三个物理光学实验中的实验现象。

在面光源照射下,给出劈尖表面可观察到干涉条纹的条件,通过 matlab软件进行数值计算,分析劈尖表面的干涉条纹数目对光源距离和尺寸的依赖关系,对给定的光源宽度,要在劈尖表面观察到一定级数的条纹,光源距离不能低于一定的值.这种数值模拟方法对设计复杂的非平行光薄膜等厚干涉试验有参考价值.

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

1. 对几种典型的物理光学现象进行编程，得到对应的光学实验现象。

2.创建实验仿真平台，有效的结合matlab实现光学现象中难以操作的实验现象，将所编写的程序应用于以后的教学中。

4. 参考文献

1、王竞争，基于matlab的光的干涉和衍射现象的模拟研究[j]，延边大学学报（自然科学版），2009，,35（4）:319-322.

2、谭毅，圆孔衍射的爱里斑大小对图像分辨率本领的影响[j]，渭南师范学院学报，2011，26（2）：46-48.

3、陈垚光，精通matlab gui 设计[m]，北京：电子工业出版社，2013.