- 光折射的m源代码
光折射的M源代码可以使用各种编程语言编写,例如Python、C++、Java等。以下是一些示例代码,用于模拟光的折射现象:
Python代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置参数
n1 = 1.0 # 空气折射率
n2 = 1.5 # 水折射率
lambda_ = 63280e-9 # 波长
theta = np.linspace(0, np.pi, 100) # 角度范围
# 计算折射光线
x = np.zeros_like(theta)
for i in range(len(theta)):
x[i] = np.sqrt(2 n1 n2 np.sin(theta[i]) / (n1 - n2)) np.cos(theta[i])
# 绘制光线轨迹
plt.figure()
plt.plot(theta, x)
plt.xlabel('Angle')
plt.ylabel('Distance')
plt.title('Refraction of Light')
plt.show()
```
C++代码:
```c++
#include
#include
#include
using namespace std;
int main() {
// 设置参数
double n1 = 1.0, n2 = 1.5, lambda_ = 63280e-9; // 空气和水折射率,波长
double theta = 0; // 角度范围
int x[] = {0}; // 存储光线轨迹的数组,初始值为0,表示光线从原点出发
int y[] = {0}; // 同上,表示光线从原点出发,但方向为y轴正方向
int z[] = {0}; // 同上,表示光线从原点出发,但方向为z轴正方向(实际上不需要)
int n = 360; // 角度范围,这里设置为360度,即整个圆周
int i; // 控制循环变量
int j; // 控制绘图变量
int k; // 控制绘图变量(实际上不需要)
int x_min = -1; // x轴最小值,初始值为-1,表示光线轨迹在x轴左侧(实际上不需要)
int x_max = -1; // x轴最大值,初始值为-1,表示光线轨迹在x轴右侧(实际上不需要)
int y_min = -1; // y轴最小值,初始值为-1,表示光线轨迹在y轴下方(实际上不需要)
int y_max = -1; // y轴最大值,初始值为-1,表示光线轨迹在y轴上方(实际上不需要)
int z_min = -1; // z轴最小值,初始值为-1,表示光线轨迹在z轴下方(实际上不需要)
int z_max = -1; // z轴最大值,初始值为-1,表示光线轨迹在z轴上方(实际上不需要)
double x_val; // 存储当前角度下的x值,用于绘图时使用
double y_val; // 同上,用于绘图时使用
double z_val; // 同上,用于绘图时使用(实际上不需要)
double sin_theta; // 正弦值,用于计算折射光线在y轴上的投影长度(实际上不需要)
double cos_theta; // 余弦值,用于计算折射光线在x轴上的投影长度(实际上不需要)
double distance; // 折射光线与原点的距离(实际上不需要)
double angle; // 折射光线与原点的夹角(实际上不需要)
double angle_diff; // 折射光线与入射光线的夹角差(实际上不需要)
double angle_diff_min; // 入射光线与x轴的夹角差的最小值(实际上不需要)
double angle_diff_max; // 入射光线与x轴的夹角差的最大值(实际上不需要)
double theta_diff; // 入射光线与折射光线的夹角差(实际上不需要)
double theta_diff_min; // 入射光线与y轴的夹角的最小值(实际上不需要)
double theta_diff_max; // 入射光线与y轴的夹角的最大值(实际上不需要)
double theta_diff_sum; // 入射光线与折射光线和y轴的夹角差的平均值(实际上不需要)
double theta_diff_avg; //
相关例题:
光折射是一个物理现象,通常在光学实验中使用。在编程中,我们通常使用数学公式来模拟这个现象。下面是一个使用Python语言模拟光折射的简单例子。
这个例子使用了折射定律,即入射角等于折射角,以及介质折射率的概念。
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义折射率
n_air = 1.0 # 空气的折射率
n_glass = 1.5 # 玻璃的折射率
# 定义光源的位置和方向
source_pos = np.array([0, 0])
source_dir = np.array([1, 0])
# 定义观察者的位置和方向
observer_pos = np.array([5, 0])
observer_dir = np.array([0, 1])
# 定义光线路径上的点
points = np.linspace(0, 10, 100)
# 计算光线在每个点处的方向和位置
ray_dir = np.zeros(points.shape[1])
ray_pos = np.zeros(points.shape[1]+2)
for i in range(points.shape[1]):
ray_dir[i] = (source_dir - observer_pos) / (source_pos - points[i])
ray_pos[i+1] = points[i] + (source_pos - observer_pos) / (source_pos - points[i]) ray_dir[i]
# 画出光线路径
plt.figure(figsize=(6,6))
plt.plot(ray_pos[:,0], ray_pos[:,1], 'r')
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('Y')
plt.title('Light Path')
plt.grid(True)
plt.show()
# 计算光线在玻璃中的折射角度和方向
refracted_dir = ray_dir[:,1:] n_glass / n_air
refracted_pos = ray_pos[:, :-1] n_glass / n_air + observer_pos - observer_pos / n_air refracted_dir[:, :-1]
# 画出光线在玻璃中的路径和折射角度
plt.figure(figsize=(6,6))
plt.plot(refracted_pos[:,0], refracted_pos[:,1], 'b')
plt.plot(refracted_pos[:,0], refracted_pos[:,2], 'k') # 画出观察者的位置
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('Z') # 这里我们假设光线在玻璃中传播,所以Z轴是高度方向
plt.title('Refraction in Glass')
plt.grid(True)
plt.show()
```
这个代码模拟了一个光线从空气中进入玻璃的情况。它首先计算了光线在每个点处的方向和位置,然后在玻璃中模拟了光线的折射过程,并画出了结果。注意,这个代码只是一个简单的模拟,实际的光学实验可能会涉及到更复杂的物理现象和数学模型。
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