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MATLAB光学仿真实用教程
作   译   者:屈玉福、陈沛戎 出 版 日 期:2022-09-07
出   版   社:电子工业出版社 维   护   人: 
书   代   号:TN442740 I S B N:9787121442742
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    内容简介

    本书主要围绕物理光学的内容,介绍使用MATLAB科学计算软件进行光的传播、干涉、衍射和傅里叶光学等内容的仿真。本书共分为7章。第1章和第2章介绍MATLAB软件的基础知识;第3章介绍光的电磁理论基础与仿真;第4章介绍MATLAB在光的干涉理论中的应用,包含多个干涉模型的仿真演示;第5章介绍MATLAB在光的衍射理论中的应用,包含多个衍射模型的仿真演示;第6章介绍MATLAB在光的偏振理论中的应用;第7章介绍MATLAB在傅里叶光学中的应用。

    图书详情

    ISBN:9787121442742
    开 本:16开
    页 数:212
    字 数:243

    本书目录

    第1章  MATLAB软件简介 1
    1.1  MATLAB的下载与安装 1
    1.2  MATLAB基础知识 3
    1.2.1  MATLAB的数值计算 4
    1.2.2  MATLAB的数字和格式 4
    1.2.3  MATLAB中的变量 5
    1.2.4  MATLAB的内置函数 6
    1.2.5  MATLAB中的向量 8
    1.2.6  MATLAB中的绘图函数 14
    第2章  MATLAB仿真结果可视化 23
    2.1  MATLAB GUI简介 23
    2.2  MATLAB GUI的创建 24
    2.3  MATLAB GUI的外观设计 26
    2.3.1  添加按钮组 26
    2.3.2  添加静态文本 29
    2.3.3  添加可编辑文本 32
    2.3.4  添加滑动条控件 35
    2.3.5  添加按钮控件 36
    2.3.6  添加坐标区控件 37
    2.4  编辑控件功能 38
    2.5  测试GUI仿真结果 42
    2.6  MATLAB App简介 44
    2.7  MATLAB App的编写 44
    2.7.1  MATLAB App的创建 44
    2.7.2  添加App组件 47
    2.7.3  MATLAB App代码的编写 52
    第3章  光的电磁理论基础与仿真 56
    3.1  菲涅耳公式 56
    3.2  光波叠加 61
    3.2.1  频率相同、振动方向相同的光波叠加 61
    3.2.2  驻波 63
    3.2.3  频率相同、振动方向垂直的光波叠加 66
    3.2.4  光学拍 71
    第4章  光的干涉仿真 75
    4.1  杨氏双缝干涉 75
    4.2  非单色光的双缝干涉 80
    4.3  平面楔形平板等厚干涉 82
    4.4  牛顿环干涉 85
    4.5  柱面楔形平板等厚干涉 88
    4.6  球面楔形平板等厚干涉 91
    4.7  平行平板的等倾干涉 93
    4.8  双孔干涉 96
    4.9  三孔干涉 99
    4.10  两平面波干涉 102
    4.11  传播方向不同的平面波干涉 104
    4.12  平面波与球面波干涉 107
    4.13  球面波与球面波干涉 111
    4.14  迈克耳孙干涉仪 114
    4.15  空间相干性 118
    4.16  时间相干性 124
    第5章  光的衍射仿真 128
    5.1  单缝单色衍射 128
    5.2  矩孔单色衍射 132
    5.3  圆孔单色衍射 136
    5.4  矩孔白光衍射 140
    5.5  多缝夫琅禾费衍射 142
    5.6  正弦光栅衍射 148
    5.7  闪耀光栅衍射 151
    5.8  复杂图形夫琅禾费衍射 155
    第6章  光的偏振仿真 162
    6.1  马吕斯定律和消光比 162
    6.2  偏振光的合成 164
    6.3  平行偏振光干涉 170
    6.4  会聚偏振光干涉 174
    第7章  傅里叶光学 178
    7.1  平面波的复振幅 178
    7.2  傅里叶光学常用函数 180
    7.3  透镜的傅里叶变换性质 186
    7.4  衍射的傅里叶分析 193
    7.5  数字全息技术 199
    展开

    前     言

    MATLAB是由美国的MathWorks公司出品的商业科学计算软件,具有编程简单易懂、数据可视化和操作简单的特点,主要用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理、信号分析、控制系统和计算机视觉等领域,已经成为国际公认的优秀科技应用软件之一。MATLAB主要面对科学计算、可视化及交互式程序设计,可以将数值分析、矩阵计算及非线性系统的建模与仿真等诸多强大的功能集成在一个易于使用的视窗环境中。本书主要介绍如何应用MATLAB来完成物理光学内容的编程与仿真,并针对光的电磁特性、干涉、衍射、偏振和傅里叶特性等给出具体实例演示,帮助读者更好地理解其物理本质。
    本书围绕物理光学主要内容,结合常见物理光学模型、公式计算和仿真结果进行讨论,使得枯燥无味的光学知识变得更为直观,从而能够帮助学生更好地掌握光学知识,并且学会MATLAB语言编程。另外,本书MATLAB代码及仿真图中的物理量未做标准化处理。
    本书的主要特点可以概括为以下几点。
    1.结构清晰,由浅入深
    全书的结构清晰明了,首先介绍了MATLAB语言的相关知识及如何安装MATLAB软件,之后开展了针对光的电磁特性、干涉、衍射、偏振和傅里叶特性的讨论。讨论过程中的实例是从简单一步步变复杂的,使读者从中理解其本质,并提升编程能力。
    2.紧扣专业知识
    本书对过于复杂的理论及算法只做简单介绍,重点放在理解及MATLAB的实现上。根据专业课程的要求,本书挑选合适的实例,让读者在实例中体会变量的运算及变化,并学会如何自己编写和使用MATLAB中的函数。
    3.结果讨论丰富
    在本书实例后面都有结果讨论环节。该环节基于理论模型中的特点,对模型中的某个变量进行修改,并在修改参数之后重现仿真结果,使读者深刻体会参数变化对于仿真结果的影响。另外,本书编写的MATLAB代码简单易懂,使读者易于掌握MATLAB编程思路,并提高编程水平。
    本书全部实例代码可在华信教育资源网(https://www.hxedu.com.cn/)下载。
    由于作者水平有限,书中难免存在错误和疏漏之处,恳请广大读者和同行批评指正。

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