我必须使用 Python 中的“quad”和“args”积分来解决“Fringes of Young”问题
对于源大小 R,屏幕上 M(X,Y) 的强度公式如下:
源点 S 的坐标(xs=0,ys)
为-R/2<=ys<=R/2
我需要创建一个函数来I(X,Y,R)
使用“quad”的“args”计算强度。然后,绘制I(0,Y,10e-6)
介于 -0.01 和 0.01 之间的 Y,还有I(0,Y,0.002),I(0,Y,0.003),I(0,Y,0.004)
. 知道我的错在哪里吗?
我的代码:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import quad
y_min = -0.01
y_max = +0.01
R = y_max-y_min
y = np.linspace(y_min, y_max, 100)
X = 0
Y = 0
d = 1
D = 10
s = 10
Lambda = 0.5e-3
delta_s = lambda ys,X,Y : np.sqrt(X**2+(Y-d/2)**2+D**2)+np.sqrt((ys-d/2)**2+s**2)- \
np.sqrt(X**2+(Y+d/2)**2+D**2)-np.sqrt((ys+d/2)**2+s**2)
def integrand(y_s,x,y):
value = 2*(1+np.cos(2*np.pi*delta_s(x,y,y_s)/Lambda))
return value
def calcul_XYR(X,Y,R):
compteur = 0
I_XYR = [] # array for I(X,Y,R)
while compteur < len(y-1):
Y = y[compteur]
print(Y)
I_XYR.append(1/R*quad(integrand, -R/2, R/2, args=(X,Y))[0])
compteur+=1
return I_XYR
plt.figure(figsize=(7, 5))
plt.title("Franges de Young - Figure 3")
plt.axis([y_min, 0.015, 0, 4])
plt.xlabel("Y (mm)")
plt.ylabel("Intensity (a.u.)")
plt.plot(y, calcul_XYR(0,Y,1e-6), '-', color="red", label=r'$R=10^{-6}$')
plt.plot(y, calcul_XYR(0,Y,0.002), '-', color="blue", label=r'$R=0.002$')
plt.plot(y, calcul_XYR(0,Y,0.003), '-', color="black", label=r'$R=0.003$')
plt.plot(y, calcul_XYR(0,Y,0.004), '-', color="green", label=r'$R=0.004$')
plt.legend(loc='right', bbox_to_anchor=(1.00, 0.3))
plt.savefig('question 3 figure.pdf', format='pdf')
plt.show()
结果 :
预期的 :
我还想绘制(使用带有参数的imshow:cmp(gray),vmin,vmax)对应于I(X,Y,1e-06)的2D图像。(X 在 -10 到 10 之间)。