我的目标是对分布进行傅立叶变换。这是一个物理问题,我正在尝试将函数从位置空间转换为动量空间。然而,我发现当我尝试使用 scipys fft 进行傅立叶变换时,它会变成锯齿状,而预期会是平滑的形状。我认为这与采样有关,但我无法找出问题所在。
这是它大致应该看起来的样子(它的宽度可能略有不同,但就平滑度而言,它应该看起来相似):
这是用于生成蓝色图像的代码:
from scipy.fft import fft, fftfreq, fftshift
import numpy as np
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.fftpack
import scipy
from scipy import interpolate
from scipy import integrate
# number of signal points
x = np.load('xvalues.npy') #Previously generated x values
y=np.load('function_to_be_transformed.npy') #Previously generated function (with same number of values as x)
y = np.asarray(y).squeeze()
f = interpolate.interp1d(x, y) #interpolating data to make accessible function
N = 80000
# sample spacing
T = 1.0 / 80000.0
x = np.linspace(-N*T, N*T, N)
y=f(x)
yf = fft(y)
xf = fftfreq(N, T)
xf = fftshift(xf)
yplot = fftshift(yf)
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(x,np.abs(f(x))**2)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel(r'$|\Psi(x)|^2$')
plt.savefig("firstPo.eps", format="eps")
plt.show()
plt.plot(xf, np.abs(1.0/N * np.abs(yplot))**2)
plt.xlim(right=100.0) # adjust the right leaving left unchanged
plt.xlim(left=-100.0) # adjust the left leaving right unchanged
#plt.grid()
plt.ylabel(r'$|\phi(p)|^2$')
plt.xlabel('p')
plt.savefig("firstMo.eps", format="eps")
plt.show()
更新
如果有人可以提供一些进一步的建议,那就太好了,因为我仍然遇到麻烦。根据@ScottStensland 的评论,我试图找到正弦波的 FT 以查看是否发现任何问题,然后将示例改回为我最初的问题。
以下是 sin(x) 的 FT 的结果:
这是预期的(我认为)。但是当我通过初始示例将代码改回时,我得到以下信息(顶部图像是我的初始分布):
sin(x) 示例的代码如下:
# sin wave
import numpy as np
from numpy import arange
from numpy.fft import rfft
from math import sin,pi
import matplotlib.pyplot as plt
def f(x):
return sin(x)
N=1000
x=np.arange(0.0,1.0,1.0/N)
y=np.zeros(len(x))
for i in range(len(x)):
y[i]=f(x[i])
#y=map(f,x)
#print(y)
c=rfft(y)
plt.plot(abs(c))
plt.xlim(0,100)
plt.show()
对于我自己的尝试:
#Interpolated Function
# sin wave
import numpy as np
from numpy import arange
from numpy.fft import rfft
from math import sin,pi
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(-1.0,1.0,1001) #Previously generated x values
y=np.load('function_to_be_transformed.npy') #Previously generated function (with same number of values as x)
y = np.asarray(y).squeeze()
N=1001
x=np.arange(-1.0,1.0,2.0/N)
#y=map(f,x)
#print(y)
plt.plot(x,y)
plt.show()
c=rfft(y)
plt.plot(abs(c))
plt.show()
相关文件在这里: https ://github.com/georgedixon4321/NewDistribution.git