光学是大学物理课程的重要组成部分，一般包括干涉和衍射两部分内容[1]。虽然在课程中的占比较小，但其物理产生机制抽象、图像演化规律复杂的特性决定了该部分内容是课程教学的难点。光学实验往往受到实验条件的限制，不能在有限的实验时间内充分展示物理现象，使得实际教学效果不能得到很好的体现。为了提高教学质量和效率，利用计算机技术开展光学仿真实验，可将抽象的光学现象可视化、丰富化，因此在大学物理课程教学中的应用日益广泛[2]。

　　目前市场上已有多种软件，如Labview[3]，Python[4]，Zemax[5]，VC++[6]，Mathematica[7]，可以实现对光学实验的模拟仿真。MATLAB作为一款优质的集数值计算、可视化功能于一体的科学计算软件，受到了广泛关注。它不仅可仿真各种光学现象并能以图像或动画的形式展示出来[8]，而且自带的图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)具有良好的交互功能。通过在界面上直接输入参数，即可实时显现光学图像[9]，且可实现多种光学实验现象在同一界面的可视化[10]。本文选取大学物理课程中典型的光学现象，利用MATLAB GUI设计杨氏双缝、劈尖、牛顿环、迈克尔逊干涉和夫琅禾费单缝、圆孔、矩孔、多缝衍射等实验的交互式仿真界面，实现对干涉和衍射图样的复现及动态演示，可为提高光学教学效果提供参考。

　　1 GUI仿真

　　2 结语

　　笔者利用MATLAB GUI构建了干涉和衍射的8种典型光学实验的GUI仿真界面。利用该平台可以展示物理参量对干涉衍射图样或光强分布曲线的影响，其直观生动的图像变化可吸引学生积极主动地学习课程内容，激发学生了解光学实验机理的求知欲，对增强学生科学创新能力和逻辑思维具有积极的促进作用。

　　参考文献

　　[1] 上海交通大学物理教研室.大学物理教程(简明版)[M].2版.上海:上海交通大学出版社,2016.

　　[2] 李瑞,刘鑫鹏,徐林轩,等.计算机仿真在光学教学中的应用[J].大学物理实验,2020,33(5):113-117.

　　[3] 李晨璞,胡金江,张礼刚,等.基于Labview的虚拟迈克尔逊干涉仪[J].高师理科学刊,2019,39(3):45-48.

　　[4] 屈瑞阳,吴茂成,杨俊义,等.基于Python语言的迈克尔逊干涉实验仿真及其在移动终端的应用[J].物理教师,2018,39(2):75-77,82.

　　[5] 武旭华,陈宇,仇加豪.基于ZEMAX的变形牛顿环装置仿真分析[J].大学物理实验,2017,30(1):111-114.

　　[6] 宫彦军,雷萍,史小飞.基于VC++6.0的劈尖干涉仿真[J].湖南科技学院学报,2018,39(10):14-15.

　　[7] 张丽颖,顾菊观.基于Mathematica的牛顿环干涉图样可视化交互研究[J].大学物理实验,2021,34(4):81-86.

　　[8] 聂建军,赵杰.基于Matlab的光学图样的仿真[J].大众科技,2016,18(9):13-14,34.

　　[9] 张兴坊,刘凤收,闫昕,等.基于MATLAB GUI的杨氏双缝干涉仿真动画设计[J].高师理科学刊,2021,41(9):98-101,110.

　　[10] 郑素珍,王凡,苏娟.基于Matlab的大学物理教学辅助系统设计[J].教育现代化,2019,6(87):222-227,248.

　　[11] 郭东琴,陈文博,张胜海.迈克耳孙干涉仪非定域干涉条纹分析[J].大学物理,2020,39(3):39-43.

张兴坊　枣庄学院光电工程学院