水波干涉衍射的演示与仿真实验设计研究DEMONSTRATION AND SIMULATION EXPERIMENTAL DESIGN OF WATER WAVE INTERFERENCE AND DIFFRACTION
袁晨翔,翟立朋,常凯歌,李俊豪,叶颖东,张俊武
摘要(Abstract)：
本文自主设计了一种水波干涉衍射的演示实验仪器，通过光影法进行增强，展示了水波干涉衍射的效果。本文还研究了振动频率、衍射缝宽等不同条件下的干涉衍射现象，并对该现象的原理进行了深入探讨。同时本文基于Matlab开发了一种可视化的水波干涉衍射虚拟仿真实验，具备图形化、直观性等优点。经过与演示实验现象的对比验证了仿真实验的合理性。仿真实验可以更好地应用于大学物理课堂演示。本研究成果可以促进物理学相关领域的研究和应用，对推动相关领域的发展具有重要的意义。
关键词(KeyWords)： 水波;干涉衍射;演示实验;仿真实验;Matlab可视化
基金项目(Foundation): 2022年西安交通大学本科实验实践与创新创业教育教学改革研究专项(编号：22SJZX01,编号：22SJZX02);2022年西安交通大学本科教学改革研究项目(拔尖专项)(编号：22BJ03Y);; 教育部高等教育司2021年第二批产学合作协同育人项目(编号：202102153105)
作者(Author): 袁晨翔,翟立朋,常凯歌,李俊豪,叶颖东,张俊武
参考文献(References)：
- [1] 吴百诗.大学物理学(下册)[M].北京：高等教育出版社，2012.12.
- [2] 程守洙，江之永.普通物理学(第六版)下册[M].北京：高等教育出版社，2006.12.
- [3] 魏薇.电磁谐振水波干涉演示仪的设计研究[J].物理与工程，2012(3):23-25.WEI W.Design of water wave interferometer of electromagnetic resonance[J].Physics and Engineering,2012(3):23-25.(in Chinese)
- [4] 杨万琴，汪成瑞，张轶炳.基于声振动的机械波干涉与衍射实验[J].物理实验，2018(4):59-60.YANG W Q,WANG C R,ZHANG Y B.Demonstrating device of exploring sound propagation conditions based on magnetic suspension[J].Physics Experimentation,2018(4):59-60.(in Chinese)
- [5] 卢桂林，钟浩源，谭铝平，等.液体表面驻波的演示和驻波波长的测量[J].物理实验，2019(5):29-33.LU G L,ZHONG H Y,TAN L P,et al.Observing and measuring standing waves on liquid surface[J].Physics Experimentation,2019(5):29-33.(in Chinese)
- [6] 秦哲，杨广武，胡雪兰，等.基于便携式课堂演示实验的大学物理教学探索与实践[J].大学物理，2021(11):26-30.QIN Z,YANG G W,HU X L,et al.Exploration and practice of college physics teaching based on portable demonstration experiment[J].College Physics,2021(11):26-30.(in Chinese)
- [7] 孙宝印，李成金，刘军.基于创新能力培养的物理演示实验教学模式[J].物理实验，2017(S1):25-28.SUN B Y,LI C J,LIU J.Demonstration experiment teaching based on the cultivation of innovative ability[J].Physics Experimentation,2017(S1):25-28.(in Chinese)