C言語でグラフを描写したい

###前提・実現したいこと
大学の授業の一貫で、プログラミングを利用した物理学現象を学習することになりました。
私は光の回折干渉、「フラウンホーハー回折、フレネル回折」をグラフに描写することにしました。
以下は与えられた式になります。

A:振幅、N:スリットを分割する数、ω:各振動数、t:時間

δ:光路差になります。
kで積分しprintf()で出力しています。
###発生している問題・エラーメッセージ

各変数に具体値を入れてグラフを描写しても、まったく”それらしい”グラフになりません。

###該当のソースコード

C
1#include<math.h>
2
3int main(void){
4	double R=6328e-10;
5	double D=163e-6;
6	double f=2978e12;
7	double A=1.0;
8	double X=100;
9	int T=100;
10	int N=1000;
11	
12	double y,y1,y2,y3;
13	double t;
14	double S;
15	
16	t=T;
17	y=0;
18	
19	for(int i=0;i<2000;i++){
20		int z=i-1000;
21		S=atan(z/X);
22		y=0;
23		for(int k=0;k<=N-1;k++){
24			y1=k*D*sin(S);     //位相差
25			y2=y1/N/R+f*t;
26			y3=A*sin(y2);
27			y+=y3/N;
28		}
29		printf("%i %f\n",z,y*y/t);
30	}
31
32	return 0;
33}

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
Macで制作、CotEditというツールを使用、ターミナルでgcc,gnuplotとしています。

初めての質問投稿でわかりにくい点があると思いますが、解決案よろしくお願いいたします。

KoichiSugiyama

2017/12/22 11:23

「まったく”それらしい”グラフになりません」とありますが、実際にどういう出力になっているか説明してください。それだけでわかる人にはピンと来ることもあります(単に軸の目盛りの取り方が悪いなど)。

lemonads

2017/12/22 13:37

私が求めている・予想しているグラフはフラウンホーファー回折でした。それとは違い、歪な山が二つだけできるグラフとなりました。

行動規範の内容に同意します

回答3件

こんにちは。

C言語と標準ライブラリだけでグラフを描画することはできません。

グラフとしてプロットしたい点をprintfで出力されていると思いますが、その座標の位置に点を描き、座標軸を描いて初めてグラフになります。C言語は標準ではそのような機能を持っていません。
従って、何らかのグラフを描画できるようなツールを使う必要があります。

C言語でgnuplotを利用してグラフ表示という記事が有りました。これを見ると gnuplot を利用すれば容易にグラフを描画できそうです。
Gnuplot をインストールする( Mac ElCapitan/Sierra)を見ると、Macでも使えそうです。

私自身はGnuplotとMac上のコンパイラを両方とも使ったことはないので、具体的なことは分かりません。中途半端で申し訳ないですが、ヒントにはなるかと思います。

投稿2017/12/22 13:06

Chironian

総合スコア23272

lemonads

2017/12/22 13:43

回答していただきありがとうございます。もちろんgnuplotを利用してグラフ描写を行なっています。ここで尋ねたいのが、理論上正しいグラフにならない、その理由・解決案なんです。 …そもそも与式の問題かもしれないので、ここで（テラテイル）答えを求めるのは場違いだったかもしれません。知恵を貸していただき、ありがとうございました。

Chironian

2017/12/22 14:09

あっとと、確かにgnuplotを使っていると書かれてますね。見落としてました。すいません。確かにプログラミングというよりは数学の問題かもしれませんね。

行動規範の内容に同意します

自己解決

include<stdio.h>
include<math.h>

double error(int k,double D,double R,double x,double L,int N){
return Dksin(atan(x/R))/L/N;
}

int main(void){
double y; //合成波
double x; //スクリーン干渉位置
double d; //光路差
double t=10e-15; //時間
double f=2985e12; //各周波数
double R=2500; //スリットスクリーン距離
double L=6328e-10; //波長
double D=163e-6; //スリット幅
double A=1.0; //振幅
int N=100; //スリット分割数

for(int i=-10000;i<10000;i++){
	y=0;
	x=0.01*i;
	for(int k=0; k<N; k++){
		d=error(k,D,R,x,L,N);
		y+=A*sin(f*t+d)/N;
	}
		printf("%f %f\n",x,y*y/t);
}
return 0;

}

正直どういった点が違っていたのかわかりませんが、このコードで求めることができました。

投稿2017/12/23 18:51

lemonads

総合スコア6