ДИФРАКЦИЯ ЖӘНЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН КОМПЬЮТЕРЛІК МОДЕЛЬДЕУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Authors: Nysanov E.A. 
Published: May 2023

The article considers the features of computer simulation of diffraction and interference phenomena. Mathcad is ideal for modeling and visualizing various optical phenomena. These phenomena include slit diffraction. The phenomenon of diffraction is well studied, and the formulas describing it are given in the optics section of the physics literature. Using these formulas, a visual diffraction model for a two-dimensional situation was first constructed. On the basis of this model, a graph was constructed, which clearly shows the change in light intensity in the cross section of the hole. The level of visualization of the diffraction phenomenon is increased to a three-dimensional situation and presented graphically. According to the accepted assumptions, the curve of the intensity of light described in a plane coincides on any section of the surface in space, and the intensity of light is characterized by the height of the surface. In other words, the light intensity is constant along the length of the hole section, boundary effects in the section are not taken into account in the accepted model. When we observe light coming out of a small hole, we see interference rings called Newton's rings. It is easy to see that the intensity of light is maximum in the middle of the ring, and it seems to oscillate as it moves away from it

Мақалада дифракция және интерференция құбылыстарын компьютерлік модельдеу ерекшеліктері қарастырылған. Mathcad түрлі оптикалық құбылыстарды модельдеу және визуализациялау үшін өте қолайлы. Бұл құбылыстарға саңылаудағы дифракция жатады. Дифракция құбылысы жақсы зерттелген және оны сипаттайтын формулалар физиканың оптика бөлімінде келтірілген. Осы формулаларды пайдалана отырып, дифракцияның көрнекі моделі алдымен екі өлшемді жағдай үшін құрылған. Осы модель негізінде саңылау қимасында жарықтандыру қарқындылығының өзгеруін айқын көрсете алатын график салынған. Дифракция құбылысының визуализация деңгейі үш өлшемді жағдайға арттырылған және график түрінде бейнеленген. Қабылданған жорамалдар бойынша жазықтықта көрсетілген жарықтың қарқындылық қисық сызығы кеңістіктегі беттің кез-келген қимасында орынды болады, және жарықтандыру қарқындылығы беттің биіктігімен сипатталады. Басқаша айтқанда, жарықтың қарқындылығы саңылау қимасының ұзындығы бойынша тұрақты, ал саңылау шеттеріндегі шеткі әсерлер құрылған модель шеңберінде есепке алынбайды. Біз шағын тесік арқылы шығатын жарықты бақылайотырып, Ньютон сақиналары деп аталатын интерференция сақиналарын көреміз. Жарықтың қарқындылығы сақинаның ортасында максимал екенін және одан аластаған сайын тербелісті сезінетінін ескеру қиын емес.

В статье рассмотрены особенности компьютерного моделирования явлений дифракции и интерференции. Mathcad идеально подходит для моделирования и визуализации различных оптических явлений. К этим явлениям относится дифракция в щели. Явление дифракции хорошо изучено, а формулы, описывающие его, приведены в разделе оптики литератур по физике. Используя эти формулы, сначала была построена визуальная модель дифракции для двумерной ситуации. На основе этой модели построен график, на котором четко видно изменение интенсивности света в поперечном сечении отверстия. Уровень визуализации явления дифракции увеличен до трехмерной ситуации и представленграфически. Согласно принятым предположениям, кривая интенсивности света, описанного в плоскости, совпадает на любом сечении поверхности в пространстве, а интенсивность света характеризуется высотой поверхности. Другими словами, интенсивность света постоянна по длине сечения отверствия, граничные эффекты в сечении не учитываются в принятой модели. Наблюдая за светом, исходящим из небольшого отверстия, мы видим интерференционные кольца, называемые кольцами Ньютона. Легко заметить, что интенсивность света максимальна в середине кольца, и он кажется колеблющимся при удалении от него.