工程光學仿真實驗報告(參考版)
2024-10-24 23:32本頁面
【正文】 2．為什么較后面測量點的T~t曲線振幅越來越??？答：高次諧波隨距離快速衰減，所以較后面測量點的的T~t曲線振幅越來越小。實驗數(shù)據(jù)：銅樣品：銅的比熱C：385K 密度r：103 Kg/m3鋁樣品：鋁的比熱C：906J/KgK 密度r:103Kg/m3思考題：1．如果想知道某一時刻t時材料棒上的熱波，即T~t曲線，將如何做？請畫出大概形狀。2． 打開電源開關，主機進入工作狀態(tài)。另一端用冷水冷卻，保持恒定低溫，則式（3）的解也就是棒中各點的溫度為w2DT=T0ax+Tmexsin(wtw2Dx)(5), 其中T0是直流成分，是線性成分的斜率，從式（5）中可以看出：1)熱端(x=0)處溫度按簡諧方式變化時，這種變化將以衰減波的形式在棒內向冷端傳播，稱為熱波．2)熱波波速：V=2Dw(6)3)熱波波長：l=2p2Dw(7)因此在熱端溫度變化的角頻率已知的情況下，只要測出波速或波長就可以計算出 D．然后再由D=2kCr2計算出材料的熱導率K．（6）可得V2=2kCrw則k=VCr4pf=VCr4pT(8)其中，f、T分別為熱端溫度按簡諧變化的頻率和周期．實現(xiàn)上述測量的關鍵是：1)熱量在樣品中一維傳播．2)熱端溫度按簡諧變化．實驗儀器：實驗儀器結構框圖見圖2(a)，該儀器包括樣品單元，控制單元和記錄單元三大部分．實際儀器由兩種工作方式：手動和程控．他們都含樣品單元和控制單元，不同的只是記錄單元．前者用高精度xy記錄儀，后者用微機實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)的采集、記錄和繪圖，儀器主機由用絕熱材料緊裹側表面的園棒狀樣品（實驗取銅和鋁兩種樣品）、熱電偶列陣（傳感器）、實現(xiàn)邊界條件的脈動熱源及冷卻裝置組成。T182。T182。T182。T182。t)dt,其中C，ρ分別為材料的比熱容與密度。dq=(crAdx182。T182。q182。q182。T182。p182。T182。簡化問題，令熱量沿一維傳播，周邊隔熱,如圖1所示。六、實驗總結通過本次實驗加深了對光的折反射定律的理解以及對于Matlab中關于相關繪圖和仿真的應用操作的了解。當然解決問題2的方法有很多，這只是其中的一種，也可以使用annotation()函數(shù)，但是由于該函數(shù)需要對GUI窗口進行歸一化，難以建立鼠標坐標與GUI窗口的對應關系，所以沒有用該方法。不過，在此次編寫的程序中，我們固定了折射光線的起點，即選擇(x,y)=(5,5)進行折射光的光路繪制。由于該函數(shù)沒有確定終點，所以在進行畫線的時候沒有辦法準確定好箭頭所在的位置，當u,v較小時，如果(x,y)離（5，5）也很近，此時會使得箭頭接近折射光線的起點，使得箭頭看起來不明顯。quiver（x,y,u,v,n,’m’)函數(shù)，是畫二維矢量的函數(shù)，其中x,y,表示矢量的起點；u,v分別表示在矢量方向上的x,y方向上的增量；n表示對u,v的增量，并且該參數(shù)影響箭頭顯示的大小，系統(tǒng)默認是1（），可以通過調節(jié)n的值進行箭頭大小的調節(jié)，m表示進行矢量畫線的顏色（b表示藍色，r表示紅色等等）。這是因為在處理問題2中，利用了quiver()進行了優(yōu)化處理。 所示。對于問題2的解決方法，因為光是矢量，沒有方向就不能稱之為光線，所以應該對其進行詳細的解決。對于問題1的解決方法可以在GUI界面中增加按鍵進行指定參數(shù)的選擇，這個問題并不能反應多少實質性的光路問題，所以沒有對該問題進行過多的探討。在仿真圖中，當入射角度過大（或者說折射角過大時），出現(xiàn)在折射光線上的箭頭很小甚至消失。在實驗過程中，按下S1按鍵后，只能通過設定3個參數(shù)（ni,nt,thi）進行定參數(shù)的光線光路繪制，而不能通過其他參數(shù)的設定如ni,nt,tht或者ni,thi,tht等進行光路的繪制。這樣設定的目的是為了方便一般的視覺視圖，左上部分是入射
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