matlab物理仿真可视化,基于MATLAB的多光学现象仿真可视化设计

第 2 9卷 第 4 期

2016年 8 月

大 学 物 理 实 验

PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE

V〇1.29 No.4

Aug.2016

文章编号：1007-2934(2016)04-0086-03

基 于 M A T L A B的多光学现象仿真可视化设计

徐春芳，王浩然，王建岗，丁益民

(湖北大学，湖 北 武 汉 430062)

摘 要：利用 MATLAB自带GUI,对光学单色光杨氏双缝干涉、牛顿环、夫琅禾费衍射以及迈克尔

逊干涉仪等光学实验进行可视化模拟。

关 键 词 ：光学实验;MATLAB;GUI;可视化

中图分类号： O 4-39 文献标志码 ： A DOI:10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.004.027

光现象是我们生活中的基本现象，也是大学

物理的基本内容之一，然而，受实验条件的限制，

光现象的相关实验往往难以在课堂上演示。为

此 ,近年许多教师对光学实验的Matlab仿真进行

了研究。余建立等对光的干涉现象进行了研

究[1];夏漫等对光的夫琅禾费单缝衍射光强曲线

和条纹分布进行了模拟研究[2];邓磊对光的多缝

衍射进行了仿真[3];而钟可君则用Matlab的 GUI

实现光的衍射的可视化[4]。本文根据各种光学

现象的基本特征，利用 MATLAB的 GUIDE功能,

结合编程实现多光学实验现象在同一平台的可视

化和可调化。

1 光 学 仿 真 平 台 的 G U I 界 面 设 计

MATLAB中 Guide是图形用户接口开发环境

的简称，它提供了一系列工具用于建立GUI对

象[6]。相对于全编程的方法实现可视化 , GUIDE

所提供的工具大大简化了设计和建立GUI的过

程。在建立GUI后 ,可以对GUI图形界面布局和

编程，通 过 GUI图形界面来控制实验现象的可

视化。

1.1 GU丨布局

在建立一个新的GUI后，要对 GUI布局。依

据需要在GUI布局区添加适当的组件。在添加

控件以前我们要对所需要改变的参量要有具体的

了解，这样有利于我们对GUI做合理的布局。下

图是GUI布局图。

图 1 G U I布局图

本文将界面分为三个部分:显示区，控制区和

提示区。实验的可视化在显示区中呈现。而通过

控制区来调整各光学参数。例如光栅常数，屏到

缝的距离，光的波长等参数可以在这个区域中进

行调整。还可以在这个区域中选择要模拟的实

验。本界面包含了单色光/白光的杨氏双缝干涉、

牛顿环、夫琅禾费单缝和圆孔衍射、迈克尔逊干涉

仪多类实验的模拟。提示区用来提示实验操作中

的注意事项以及可能存在的问题。

1 . 2 设置组件属性

在基本布局完成后，我们需要对各组件属性

进行设计。在设置完组件基础属性后，还必须对

各个组件的callback函数进行编写。

具体方法是，在组件对象上右击鼠标，选择

view Callback/Callback，在该 Callback 回调函数中

编写代码：

Function slider1 _ Callback ( hObject，eventdata，

handles)

收稿日期：2016-03-15

基金项目：理论物理国家重点实验室开放课题(Y3KF321CJ1);湖北大学《大学物理实验精品资源共享课》建设项目(C201407)

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