其中,真實實驗的結果均使用的為記錄下來的最好的結果,實際上在真實實驗中往往成功率不高,實驗效果不佳,而虛擬實驗可以保證較高的實驗成功率,同時方便保存實驗結果。
5 結語
利用 Unity3D 搭建虛擬仿真實驗平臺,可最大程度還原實驗場景。由光的干涉、衍射理論,計算激光入射到干板后的光場分布,將干板處理后再現的效果進行可視化。實驗中可利用鼠標和鍵盤移動視角、控制儀器、調整光路,同時提供虛擬直尺進行條紋間距的測量。借助虛擬仿真軟件,可以使實驗內容更加豐富,學生可以自主選做相應內容進行研究,加深對全息實驗理論的理解。在大學物理實驗教學中輔助使用虛擬仿真實驗,能夠直觀的體現教學內容,有助于學生理解與開發實驗,在實驗前應用虛擬仿真實驗能夠更好的達到預習實驗的目的,同時也能解決實驗室中光學實驗局限性的問題[4]。最后,該虛擬仿真平臺能夠移植到其他光學實驗中,具有極強的拓展能力。
參考文獻
[1]王衛國, 胡今鴻, 劉宏. 國外高校虛擬仿真實驗教學現狀與發展[J]. 實驗室研究與探索, 2015, (5): 214-219.
WANG W G, HU J H, LIU H. Current situation and development of virtual simulation experimental teaching of overseas universities[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2015, (5): 214-219. (in Chinese)
[2]楊桂娟, 梅妍, 白亞鄉. 全息術及其應用[J]. 應用光學, 2006, (2): 96-100.
YANG G J, MEI Y, BAI Y X. Development and application of holography[J]. Journal of Applied Optics, 2006, (2): 96-100. (in Chinese)
[3]董國波, 唐芳. 基礎物理實驗 下冊[M]. 北京: 機械工業出版社, 2021: 96-105.
[4]徐芊歆, 唐芳. 基于 Unity3D 的光柵自成像虛擬仿真實驗[J]. 物理實驗, 2020, (6): 53-56.
XU Q X, TANG F. Virtual simulation experiment system of grating self-imaging based on Unity3D[J]. Physics Experimentation, 2020, (6): 53-56. (in Chinese)
[5]楊國光. 近代光學測試技術[M]. 杭州: 浙江大學出版社, 1997.
[6]王綠蘋. 光全息和信息處理實驗[M]. 重慶: 重慶大學出版社, 1991.
[7]陳守之. 全息成像原理淺解[J]. 工科物理, 1994(1): 17-20.
CHEN S Z. Holographic imaging principle shallow explanation[J]. Physics and Engineering, 1994(1): 17-20. (in Chinese)
[8]梁文耀,劉基.基于 Unity 的激光全息法制作微結構的虛擬仿真實驗開發[J]. 物理實驗,2019(3):42-47.
LIANG W Y, LIU J. Virtual simulation experiment development of the fabrication of microstructures using multi-beam holographic interferometry based on Unity[J]. Physics Experimentation,2019(3):42-47. (in Chinese)
基金項目:北京航空航天大學2019—2022年教育教學改革培育項目(ZG211J1984); 物理學(1)校級一流課程項目資助。
通訊作者:鄭曉,女,北京航空航天大學講師,主要從事物理教學科研工作,研究方向為理論物理。xiaozheng@buaa.edu.cn。
引文格式: 羅楊一飛, 鄭曉, 王光祖, 等. 基于 Unity3D 的全息照相與全息干涉法虛擬仿真平臺[J]. 物理與工程, 2022, 32(5): 110-116.
Cite this article: LUOYANG Y F, ZHENG X, WANG G Z, et al. The virtual simulation platform of hologram and holographic interferometry experiments based on Unity3D[J]. Physics and Engineering, 2022, 32(5): 110-116. (in Chinese)
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