我必须用Python中带有“quad”和“args”的积分来解决一个问题“fronges of Young”
对于源尺寸R,屏幕上M(X,Y)的强度公式如下:
源点S的坐标为(xs=0,ys)
和-R/2<=ys<=R/2
我需要创建一个函数来使用“quad”的“args”计算强度I(X,Y,R)
。
然后,在-0.01和0.01之间绘制Y的I(0,Y,10e-6)
,也就是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:
我还想绘制(使用参数为cmp(gray)、vmin、vmax的imshow)与I(X、Y、1e-06)对应的二维图像。(X介于-10到10之间)
主要错误是参数的顺序是
delta_s
。它被定义为delta_s = lambda ys, X, Y
,但被称为delta_s(X, Y, ys)
另外,
calcul_XYR
不使用其参数Y
,因此最好将其删除。循环可以写为for Y in y
以下是生成所需绘图的修改代码:
以下代码显示函数的图像:
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