Компьютерные модели дифракционных явлений


Демонстрация написана на Java версии 1.4.х

Внимание: вирутальная машина Java, установленная по умолчанию в MS Internet Explorer не поддерживает эту версию.

Для работы программы необходимо установить нужную версию с диска или из интернета.
За последние 10 лет в нашу жизнь стремительно ворвались сначала персональные компьютеры, а затем и интернет. Бурное развитие вычислительной техники дало сильный толчок в развитии вычислительной математики и моделировании физических явлений. Все увеличивающаяся производительность компьютеров открывает все новые и новые возможности для исследователей, позволяя усложнять модели, поднимать их точность и наглядность получаемых данных. Постепенно компьютеры стали применяться и при обучении студентов. Так, в настоящее время они широко используются в составе экспериментальных установок задач общего физического практикума.
Еще одна сфера применения компьютеров - демонстрация наглядного материала на лекциях. Для этого разрабатываются специальные узкоспециализированные демонстрационные модели, позволяющие наглядно раскрыть природу и физические аспекты демонстрируемого явления. Можно объединить эти две сферы применения, создав на компьютере фактически "виртуальную лабораторию", то есть очень подробную модель явления, позволяющую проводить собственные "эксперименты". Разумеется, получаемые модельные данные должны соответствовать реальным. Плюсом такой "виртуальной лаборатории" является то, что можно конструировать наглядные и подробные иллюстрации поведения системы, которые в обычном эксперименте напрямую увидеть трудно или невозможно. Залог успешного применения такой модели - ее доступность. В идеале любой студент в любой момент должен иметь возможность обратиться к "виртуальной лаборатории". Такую возможность дает интернет, который может использоваться либо исключительно как транспортный канал для доступа к модельным программам, либо как среда работы модели. На кафедре общей физики Физического факультета уже не первый год ведутся работы по разработке подобных моделей. Еще в 1998 была разработана демонстрационная модель поляризации света, затем - модель интерферометра Майкельсона и ряд моделей дифракционных явлений.

Не удивительно, что основное направление моделирования - оптика. При изучении явлений из этого раздела физики экспериментальные данные представляют собой фактически изображения, которые можно наглядно моделировать на компьютере, используя различные графики, схемы и диаграммы как поясняющую информацию. Настоящая работа также посвящена созданию подробной модели одного из оптических явлений - дифракции. Разумеется, подобные модели уже существуют, однако они не универсальны, а моделируют лишь частные случаи, и, как правило, обладают не очень развитым интерфейсом. Эти недостатки мы попытались устранить в представляемой работе