matlab薄透镜对物体成像

基于MATLAB的薄透镜对物体成像、薄透镜对高斯光束的作用以及薄透镜的物像距计算的仿真。

1. 薄透镜对物体成像

% 薄透镜对物体成像
function lens_imaging()
    % 参数设置
    f = 10; % 透镜焦距
    s = 20; % 物距
    s_prime = f * s / (s - f); % 像距
    magnification = -s_prime / s; % 放大率

    % 绘制物体和像
    figure;
    hold on;
    plot([-s, -s], [-1, 1], 'b', 'LineWidth', 2); % 物体
    plot([s_prime, s_prime], [-magnification, magnification], 'r', 'LineWidth', 2); % 像
    plot([0, 0], [-1, 1], 'k--', 'LineWidth', 1); % 透镜位置
    plot([0, -s], [0, 0], 'k', 'LineWidth', 1); % 光轴
    plot([0, s_prime], [0, 0], 'k', 'LineWidth', 1); % 光轴
    legend('物体', '像', '透镜', '光轴');
    title('薄透镜对物体成像');
    xlabel('距离');
    ylabel('高度');
    hold off;
end

2. 薄透镜对高斯光束的作用

% 薄透镜对高斯光束的作用
function lens_gaussian_beam()
    % 参数设置
    f = 10; % 透镜焦距
    zR = 2; % 输入光束的瑞利距离
    s = 15; % 物距
    s_prime = f * s / (s - f); % 像距
    zR_prime = zR * (s_prime / s)^2; % 输出光束的瑞利距离

    % 绘制高斯光束
    figure;
    hold on;
    theta = linspace(0, 2*pi, 100);
    r = sqrt(zR^2 + (s - f)^2);
    x = r * cos(theta) + s;
    y = r * sin(theta);
    plot(x, y, 'b', 'LineWidth', 2); % 输入光束
    r_prime = sqrt(zR_prime^2 + (s_prime - f)^2);
    x_prime = r_prime * cos(theta) + s_prime;
    y_prime = r_prime * sin(theta);
    plot(x_prime, y_prime, 'r', 'LineWidth', 2); % 输出光束
    plot([0, 0], [-5, 5], 'k--', 'LineWidth', 1); % 透镜位置
    plot([0, s], [0, 0], 'k', 'LineWidth', 1); % 光轴
    plot([0, s_prime], [0, 0], 'k', 'LineWidth', 1); % 光轴
    legend('输入光束', '输出光束', '透镜', '光轴');
    title('薄透镜对高斯光束的作用');
    xlabel('距离');
    ylabel('高度');
    hold off;
end

3. 薄透镜的物像距计算

% 薄透镜的物像距计算
function lens_distance_calculation()
    % 参数设置
    f = 10; % 透镜焦距
    s = 15; % 物距
    s_prime = f * s / (s - f); % 像距

    % 输出结果
    fprintf('物距 s = %.2f\n', s);
    fprintf('像距 s_prime = %.2f\n', s_prime);
end

主程序

% 主程序
clc;
clear;

% 薄透镜对物体成像
lens_imaging();

% 薄透镜对高斯光束的作用
lens_gaussian_beam();

% 薄透镜的物像距计算
lens_distance_calculation();

参考代码 薄透镜对物体成像 www.youwenfan.com/contentcsf/78344.html

说明

1. 薄透镜对物体成像：根据薄透镜公式计算像距和放大率，并绘制物体和像的位置。
2. 薄透镜对高斯光束的作用：根据改进的薄透镜公式计算输出光束的瑞利距离，并绘制输入和输出光束的位置。
3. 薄透镜的物像距计算：根据薄透镜公式计算物距和像距。