基于MATLAB电子衍射实验的动态仿真

汪友梅 余冬至

【中图分类号】TG379 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）08-0162-01

1.电子衍射的动态仿真

为了使大家能更形象地了解各种因素对电子衍射图案的影响，我们利用Matlab软件开发一个电子衍射的动态仿真软件。软件的界面如图1所示。

从图中可看出，该软件调节晶体的晶格参数、衍射管长度、加速电压等，通调节这些参数的大小来得到不同衍射图案。就图像本身，可通过调节亮度，位置来改善图案的显示质量。如图1（b）所示。

2.电子衍射的数据测量

电子衍射圆环直径测量通常都是用游标卡尺直接在衍射屏上进行测量，这样误差会比较大。也可以先用电子干板或全色胶片在暗室条件下装到仪器的照相盒内，待拍摄到衍射图案后再取出，经过暗室显影、定影、冲洗、晾干等一系列过程后才能由测量长度仪器来测量相应的衍射环直径数据，最后根据相关条件才能算出实验结果。此过程非常繁琐，易出错。为改善这现象，我们采用数码相机直接拍摄衍射图样，或用CCD直接将衍射图样传至电脑，然后用Matlab软件来进行数据处理。

在电子衍射的动态仿真软件中，通过菜单栏“文件”—“打开”选项可打开已获取的电子衍射实验的图像，将图像显示于坐标框内。如图2所示。

对衍射图样的直径进行测量，自动测量或手动测量均可。我们以手动测量为例进行分析。点击“手动测量”，将鼠标移動至衍射圆环边界区，有十字光标跟随，图样右边处currentX（）和currentY（）显示此时鼠标的位置坐标，如图2（b）所示。点击“手测停止”，结束手动测量。

我们也可以采用自动测量方式，点击“自动测量”，程序即可完成衍射图样圆环直径的自动，测量结果可通过菜单栏“查看”—“直径测量数据”选项实现查看。

3.结论

用Matlab软件来仿真电子衍射实验，使整个实验更直观形象地呈现在学生面前，提高学习的积极性。同时还可以快速准确地处理实验数据，并作图，可以很方便地分析各种因素对实验结果的影响。同时可以更方便于师生间的网络交互讨论，交流，提高实验的效率和教学质量。

参考文献：

[1]张伟风.近代物理实验教程.开封：河南大学出版社，2009