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光学发展与光学工程

光学发展与光学工程
光学发展与光学工程

光学发展与光学工程

1122110307 江世凯

关键词:光、发展、光学工程、前景

简介:

学习物理光学、傅里叶光学、薄膜光学和激光原理以及在网上查阅一些资料,使我对光学发展和光学工程专业有了进一步的认识。

光学是一门古老而又年轻的科学,其悠久的历史几乎和人类文明史本身一样久远,近半个世纪以来,它又以惊人的发展速度、奇迹般层出不穷的科研成果、以及所蕴含的巨大的潜力和希望,是自己跻身于现代科学技术的前沿,具有强大的生命力和不可估量的发展前途。光学的发展过程是人类认识客观世界的进程中一个重要的组成部分,是不断揭露矛盾和克服矛盾、从不完全和不确切得认识逐步走向完善和较确切认识的过程,大致可分为5个时期:一、萌芽时期;二、几何光学时期;三、波动光学时期;四、量子光学时期;五、现代光学时期。

光学工程是以光学为主,并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。

一、光学发展

《圣经》里说:要有光!于是有了光。大地有了一片光明,人间充满无限欢腾。可是人们有一个极其困惑的问题——光是什么?千百年来,无数学者哲人深深陷入这个问题苦苦思索,这个问题的答案几乎囊括了人类史上最聪明的智慧。特别是十七世纪后半叶至本世纪初,科学家们争论了长达三百多年的时间,这场富有戏剧性学术大辩论,参与的人数之多,时间之久,辩争之激烈,不但在光学发展史上是绝无仅有的,即使在整个自然科学发展史上也是极为罕见的。

1.萌芽时期

光学作为物理学的最早分支,与古老的力学一样,我国古人对光学的认识和研究都走在了世界的前列。我国的光学的起源可以追溯到二、三千年前。战国时代哲学家墨翟所著《墨经》中,有关于小孔成像现象、平面镜、凸面镜、凹面镜等等的叙述。战国时代哲学家淮南子发明了用以取火的器皿“阳燧”。宋时期沈括(1031——1095)的名著《梦溪笔谈》中记载了关于凸面镜的成像,以及关于日食、月食的起因和预报。

比墨经大约迟一百多年,在希腊数学家欧几里德(Euclid,公元前330~275年)所著的《光学》一书中,研究了平面镜成像问题,指出反射角等于入射角的反射定律,同时提出了将光当作类似触须的投射学说。其他希腊哲学家如毕达哥拉斯、德漠克利持、思培多克勒、柏拉图、亚里士多德等也发表了有关光学方面的理论。罗马帝国的灭亡(公元475年)大体上标志着黑暗时代的开始,在此之后,欧洲在很长一段时间里科学发展缓慢,光学亦是如此。许多人都认为罗杰尔培根是第一个近代意义上的科学家。他似乎已经有了用透镜来改正视觉的想法,并且甚至暗示过把透镜组合起来构成一具望远镜的可能性。培根对光线穿过透镜的方式也有一些了解。

2.几何光学时期

这一时期可以称为光学发展史上的转折点。

荷兰的李普塞在1608年发明了第一架望远镜.开普勒于1611年发表了他的著作《折光学》,提出照度定律,还设计了几种新型的望远镜,他还发现当光以小角度入射到界面时,入射角和折射角近似地成正比关系。折射定律的精确公式则是斯涅耳和笛卡尔提出的。1621年斯涅耳在他的一篇文章中指出,入射角的余割和折射角的余割之比是常数,而笛卡儿约在1630年在《折光学》中给出了用正弦函数表述的折射定律。接着费马在1657年首先指出光在介质中传播时所走路程取极值的原理,并根据这个原理推出光的反射定律和折射定律。综上所述,到十七世纪中叶,基本上已经奠定了几何光学的基础。

关于光的本性的概念,是以光的直线传播观念为基础的,但从十七世纪开始,就发现有与光的直线传播不完全符合的事实。意大利人格里马第首先观察到光的衍射现象,接着,胡克也观察到衍射现象,并且和波意耳独立地研究了薄膜所产生的彩色干涉条纹,这些都是光的波动理论的萌芽。

十七世纪下半叶,牛顿和惠更斯等把光的研究引向进一步发展的道路。1672年牛顿完成了著名的三棱镜色散试验,并发现了牛顿圈(但最早发现牛顿圈的却是胡克)。在发现这些现象的同时,牛顿于公元1704年出版的《光学,提出了光是微粒流的理论,他认为这些微粒从光源飞出来。在真空或均匀物质内由于惯性而作匀速直线运动,并以此观点解释光的反射和折射定律。然而在解释牛顿圈时,却遇到了困难。同时,这种微粒流的假设也难以说明光在绕过障碍物之后所发生的衍射现象。

惠更斯反对光的微粒说,1678年他在《论光》一书中从声和光的某些现象的相似性出发,认为光是在“以太”中传播的波.所谓“以太”则是一种假想的弹性媒质,充满于整个宇宙空间,光的传播取决于“以太”的弹性和密度.运用他的波动理论中的次波原理,惠更斯不仅成功地解释了反射和折射定律,还解释了方解石的双折射现象.但惠更斯没有把波动过程的特性给予足够的说明,他没有指出光现象的周期性,他没有提到波长的概念.他的次波包络面成为新的波面的理论,没有考虑到它们是由波的相干叠加造成的.归根到底仍旧摆脱不了几何光学的观念,因此不能由此说明光的干涉和衍射等有关光的波动本性的现象.与此相反,坚持微粒说的牛顿却从他发现的牛顿圈的现象中确定光是周期性的.综上所述,这一时期中,在以牛顿为代表的微粒说占统治地位的同时,由于相继发现了干涉、衍射和偏振等光的被动现象,以惠更斯为代表的波动说也初步提出来了,因而这个时期也可以说是几何光学向波动光学过渡的时期,是人们对光的认识逐步深化的时期。

3.波动光学时期

1801年杨氏最先用干涉原理令人满意地解释了白光照射下薄膜颜色的由来和用双缝显示了光的干涉现象,并第一次成功地测定了光的波长。1815年菲涅耳用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理,形成了人们所熟知的惠更斯—菲涅耳原理.运用这个原理不仅圆满地解释光在均匀的各向同性介质中的直线传播而且还能解释光通过障碍物时所发生的衍射现象,因此它成为波动光学的一个重要原理。

1808年马吕发现光在两种介质表面上反射时的偏振现象,随后菲涅耳和阿喇果对光的偏振现象和偏振光的干涉进行了研究。为了解释这些现象,杨氏在1817年提出了光波和弦中传播的波相仿的假设,认为它是一种横波.菲涅耳进一步完善了这一观点并导出了菲涅耳公式.至此,光的弹性波动理论既能说明光的直线传播也能解释光的干涉和衍射现象并且横波的假设又可解释光的偏振现象.看来似乎十分圆满了,但这时仍把光的波动看作是“绝对以太”中的机械弹性波动,至于“绝对以太”究竟是怎样的物质,尽管人们赋予它许多附加的性质,仍难自圆其说。这样,光的弹性波理论存在的问题也就暴露出来了。

1845年法拉第发现了光的振动面在强磁场中的旋转,揭示了光学现象和电磁现象的内在联系,1856年韦伯做的电学实验结果,发现电荷的电磁单位和静电单位的比值等于光在真空中的传播速度即3×108米/秒.从这些发现中,人们得到了启示,即在研究光学现象时,必须和其它物理现象联系起来考虑。

麦克斯韦在1865年的理论研究中指出,电场和磁场的改变不会局限在空间的某一部分,而是以数值等于电荷的电磁单位与静电单位的比值的速度传播的,即电磁波以光速传播,这说明光是一种电磁现象。这个理论在1888年被赫兹的实验所证实。他直接从频率和波长来测定电磁波的传播速度,发现它恰好等于光速,至此就确立了光的电磁理论基础,尽管关于以太问题,要在相对论出现以后才得到完全解决。

光的电磁理论在整个物理学的发展中起着很重要的作用,光和电磁现象的一致性使人们在认识光的本性方面又前进了一大步。

4.量子光学时期

十九世纪末、二十世纪初是物理学发生伟大革命的时代。从牛顿力学到麦克斯韦的电磁理论,经典物理学形成一套严整的理论体系。光学的研究深入到光的发生、光和物质相互作用的微观机构中.光的电磁理论的主要困难是不能解释光和物质相互作用的某些现象,例如炽热黑体辐射中能量随波长分布的问题,特别是1887年赫兹发现的光电效应,1900年普朗克提出了量子假说,认为各种频率的电磁波,只能象微粒似地以一定最小份的能量发生,成功地解释了黑体辐射问题,开始了量子光学时期,1905年爱因斯坦发展了普朗克的能量子假说,把量子论贯穿到整个辐射和吸收过程中,提出了杰出的光量子理论圆满解释了光电效应,并为后来的许多实验例如康普顿效应所证实.

至此人们一方面从光的干涉、衍射和偏振等光学现象证实了光的波动性;另一方面从黑体辐射、光电效应和康普顿效应等又证实了光的量子性——粒子性.l924年德布罗意创立了物质波学说.他设想每一物质的粒子都和一定的波相联系,这一假设在1927年为戴维孙和革末的电子束衍射实验所证实.1925年玻恩所提出的波粒二象性的几率解释建立了波动性和微粒性之间的联系。

5.现代光学时期

从二十世纪六十年代起,随着新技术的出现,新的理论也不断发展,已逐步

形成了许多新的分支学科或边渊学科,光学的应用十分广泛。几何光学本来就是为设计各种光学仪器而发展起来的专门学科,随着科学技术的进步,物理光学也越来越显示出它的威力,例如光的干涉目前仍是精密测量中无可替代的手段,衍射光栅则是重要的分光仪器,光谱在人类认识物质的微观结构(如原子结构、分子结构等)方面曾起了关键性的作用,人们把数学、信息论与光的衍射结合起来,发展起一门新的学科——傅里叶光学,把它应用到信息处理、像质评价、光学计算等技术中去。特别是激光的发明,可以说是光学发展史上的一个革命性的里程碑,由于激光具有强度大、单色性好、方向性强等一系列独特的性能,自从它问世以来,很快被运用到材料加工、精密测量、通讯、测距、全息检测、医疗、农业等极为广泛的技术领域,取得了优异的成绩。此外,激光还为同位素分离、储化,信息处理、受控核聚变、以及军事上的应用,展现了光辉的前景。

二、光学工程

光学工程是以光学为主,并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。

哈工大光学工程学科成立于1956年,是国内成立最早的光学工程学科之一,主要从事光学目标探测与识别技术、光电传感器技术、光学遥感技术、光学仿真技术、显示技术、光电对抗、空间环境与光电防护技术等方面的教学与科研工作,在空间光信息的获取与处理方面独具特色。学科开设光通信、光学检测与光电测试、光电仪器、红外成像技术、光纤技术与应用、现代光学加工技术、成像电子学、光学遥感技术、光电信号与信息处理、二元光学技术等课程。

学科自成立以来,承担多项国家重点项目科研,科研经费充裕,取得的主要成果有:我国第一台高速摄影机的研制,我国第一套红外仿真设备的研制,我国第一套可见光仿真设备的研制,我国第一套超轻CCD可见光遥感相机研制。获国家发明二等奖一项、部级科技进步一等奖二项,省部级科技进步二等奖数十项。学科拥有了世界一流的软件和硬件条件,如CODE V光学设计软件、ZYGO可见光干涉仪、10.6微米长波干涉仪和Zeeko大型智能抛光机等.

学科具有良好的教学科研条件和宽广的研究领域,科学研究具有明确的背景需求,主要研究方向:

·杂散光分析

·光学设计

·空间环境与光电防护技术空间光通信技术

·激光遥感与激光雷达技术

·高功率激光与非线性光学技术

·光学目标探测、识别及信息处理技术

·精密光电测试技术与装备

·微纳米技术与器件、集成传感器与物联网技术

·集成电路设计及应用

目前,我对这些方向还不是十分了解,还没有想好自己读研究生时专研哪个方向,但是我对光学遥感和集成电路比较感兴趣。寒假初通过学校选课,在电机楼完成了一些光学小实验,干涉法检测平面、投影法测量等。还联系了汪洪源老师,接触了一下科学院光学实验室,帮助老师完成了一项光谱分析实验,实验中

根本不需要我做什么,只是坐在仪器旁看着,防止光源出现故障,实验室不能开灯,每一次测试要8小时,真的挺无聊的。

大三下学期,我需要接触更多导师,来更好地了解这个专业,从兴趣爱好、发展前景、就业、师资等因素综合考虑,确定我的研究生方向。

光学仪器在医疗器械中的应用要点

光学仪器在医疗器械中的应用 摘要 人们通过对光现象的认识和研究,加深了对光本质认识的同时,也极大地推动了现代光学的迅速发展和光学仪器的广泛应用,特别是在医疗器械上的应用,为很多疾病解决了难题。这次实习为我以后的工作和学习奠定初步的知识,使我能够亲身感受到由一个学生转变到一个职业人的过程。此外,更能体验生活的艰辛,激励自己好学的心,培养刻苦耐劳的精神,为以后走入社会奠定基础。 关键词:光学发展光学仪器光学应用医疗器械 Abstract People passes pair of optical phenomena understanding and research, deepen the understanding of the essence of light at the same time, but also greatly promote the rapid development of modern optics and optical instruments are widely used, especially in the application of medical devices, for many diseases to solve the problem. This practice for my future study and work to lay the preliminary knowledge, so that I can feel from a student to an occupation people process. In addition, it can experience the hardships of life, encouraging his good heart, industriousness and stamina training spirit, after entering the society lays a foundation. Key words:Optical development Optical instruments Optical application Medical apparatus and instruments 第一章绪论 1.1 前言 随着我国仪器仪表行业的迅猛发展,光学仪器也出现了的新的发展。目前我国光学仪器在物理学新效应和高新技术的推动下,有了新的探索和发展。在医疗设备方面应用越来越广泛。 目前,计量测试仪器、物理学测试仪器、地学和地质学仪器、化学分析仪器、医学仪器、无损材料检验仪器的研发都十分重视高温超导量子干涉器(SGUID)技术的应用。同时光纤、光学玻璃等检测,也逐渐应用到椭偏技术。 未来我国光学仪器将逐渐向自动化、光电化发展。目前三座标测量机、自准直仪和投影仪等光学计量仪器已经在微机化、光电化发展中取得了良好的成效。未来更多的新光电器件、新功能材料的开发,将进一步促进光学仪器的光电化发展。同时CCD器件、半导体激光器、光纤传感器等技术的发展也在推动着光学仪器的变革,使光学仪器更加微机化、光电化、自动化以及高精确化。

未来发展十大前景行业

未来发展十大前景行业 【篇一:未来发展十大前景行业】 编辑:biyu 中国未来最有前景的行业是什么?我写这一段的主要目的 是给大家择业、投资等提供一些参考性的指导意见。按照前景的优 劣我想主要有以下几个行业: 1、排在第一位的是水务行业,包括水资源、污水处理、海水淡化技 术等。很多朋友或许会说,为什么会是水呢?因为水是一种谁也离不 开的、不可替代的、再生有较大成本的资源;而某种资源价值的高低 取决于需求和供给之间的关系,或者说资源的稀缺性。从需求方面 来看,随着中国经济的不断发展,对水的需求是刚性上涨的,而且 水的需求弹性是很小的,也就是说需求者愿意为了水资源出无穷高 的价格;另外13亿多人的中国,水需求无疑是相当巨大的。 来看供给,中国水资源的供给是相当紧缺的,看一些数据。中国水 资源总量达到2.8万亿立方米,但人均水资源占有量只有2200立方米,相当于世界人均水平的1/4;中国的水资源在时间和空间上分布 不均匀,夏秋多,冬春少;南多北少、东多西少;除了自然禀赋方面的 原因外,环境污染正严重影响中国的水资源供给;据官方统计,中国 半数以上的主要水道都受到污染,水既无法饮用,也无法用于灌溉,现有超过3亿人(接近中国1/4人口)缺乏干净的饮用水;据国家环保总局的监测,2005年全国七大水系的411个地表水监测断面中有27%的断面为劣Ⅴ类水质,全国约1/2的城市市区地下水污染严重;水体 污染实际上减少了可供人类使用的水资源数量,人为制造了水资源 紧缺。其实,缺水是全世界多数国家面临的问题,我猜想未来战争 的一个重要起因很可能是大国争夺水资源。 其实,现在已经有外资以高溢价收购或控股中国的水务项目。8月 18日,扬州自来水股权转让项目招标,转让49%的净资产价值1.8 亿元,中标公司有30年的指定区域内供水特许经营权;共有4家水 务公司进行投标,跨国公司中法水务以8.95亿元的投标价格独占鳌头,报价为资产价值的5倍左右。8月22日,天津自来水项目49% 股权转让,评估资产价格为7亿多元,其中,招标方的硬性条款规 定必须溢价30%以上在各竞标公司报价中,中法水务为11.9亿元,威立雅水务21.8亿元。对于外资高溢价收购各地水务项目,有控制 权的地方政府往往举双手赞成:一是可以增加地方政府的收益,二 是为当地引进了外资,三是现在没有提高水价,老百姓没受影响。

仪器分析技术最新发展趋势及应用

仪器分析技术最新发展趋势及应用 摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展,这就是当今仪器分析技术发展的总趋势! 关键词:仪器分析分析方法发展趋势 当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析,现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。 1 仪器分析技术的基础地位 现代仪器分析是一门信息科学,用于陈述事物的运动状态,促进人与环境的相互交流。现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能。人们通常将信息与物质!能源相提并论,称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。能量是一切物质运动的源泉,没有能源,世界便成为静寂的世界。信息则是客观事物与主观认识相结合的产物,没有信息交换,世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。 生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展,对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”?而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析,从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析,从组成到形态分析,从总体到微区分析,从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速

光学显微镜的发展历程

光学显微镜的发展历程 光学显微镜(简称显微镜),顾名思义是一种通过光学放大成像,显示物体微观结构的一种光学仪器,它由一个或多个透镜通过组合构成。显微镜成像是一种光的艺术,在配合各种不同的光源时,可形成各自不同类型的影像,演变形成了各种类型的显微镜。 1.单目生物显微镜(光学显微镜发展的初期阶段1.0) 显微镜发展初期,光学技术不发达,当时制成的显微镜为单光路直筒设计,只能使用一只目镜进行观察,因此常被称作单目显微镜。单目显微镜受当时的电子、机械、信息等技术的局限,通常具有以下几种特点:①采用反光镜反射自然光提供照明;②粗、细准焦螺旋采用分离式手轮;③载物台为单层结构,且不可移动。 早期影像技术还未起步,使得显微镜下的微观世界只能即时观察,若想把看到的微观世界呈现出来,与他人进行沟通交流,就需通过笔、纸把观察到的影像,以临摹的方式画出来,因此生物绘画就成了当时生物学工作者的一项必备技能。生物绘画要求观察者左眼进行观察,右眼辅助绘画,难度较高,绘画结果精度较低,且容易受到人为主观因素的影响而失真。 综上所述,在当时使用显微镜观察被认为是一项十分复杂的科学实验操作过程,操作人员需进行训练才能熟练使用显微镜,并获得较理想的结果。尽管如此,显微镜的出现,大幅拓宽了人类的观察范围,也使得微生物学、医学等学科取得了前所未有的进步。 2.双目生物显微镜(显微镜发展的第二阶段2.0)

由于使用单目生物显微镜时需将一只眼对准目镜,长时间观察极易疲劳。电灯的出现使得显微镜的照明得到大幅度改善,特别是光源的亮度充足且亮度还可不断提高,从而促使人们能够利用分光棱镜将物镜传上来的光信号一分为二,便于使用者通过两只眼睛进行观察,这样便大幅减轻眼睛负担,提高使用的舒适度,因此这种显微镜也被称作双目生物显微镜(图1-2)。双目生物显微镜除了具备双目观察筒外,得益于当时光学、电子技术、机械技术的发展,使得显微镜整体上有了较大的改进。 显微镜发展至这一阶段,是光学技术的快速发展时期,尤其是可控的电灯取代自然光使得显微镜的使用不再受自然环境以及地理位置的影响。另外由于电灯的多样化,以及各种滤光镜的运用,光学技术的进步,促使荧光显微镜、金相显微镜、偏光显微镜,倒置显微镜等多种类型显微镜得以面世。 3.三目生物显微镜(显微镜发展的第三阶段3.0) 光学成像效果取得重大进展之后,人们将显微镜改善的重点放在了显微图像的获取技术上。人们在双目光路信号进行再次分光,形成三目观察筒,然后将摄像采集器安装于三目观察筒上以获得显微图像。此后显微影像逐渐成为人们记录原始信息的重要手段。相比之前提及的显微绘画,这种获取显微画面的方式更精准、更高效,更先进。 4.数码液晶显微镜(显微镜发展的第四阶段4.0) 数码显微镜凭其能够实时显示及图像处理等优点,获得了广泛的应用,显微观察不再拘泥于传统双目观察筒。上一代显微镜要获得显

前景最好的十大行业是哪些

前景最好的十大行业是哪些 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《前景最好的十大行业是哪些》的内容,具体内容:,哪些行业是大家喜欢的,我为大家整理了,2017十大最有前途职业排行榜,希望大家喜欢!未来最吃香、最高薪、最有潜力、最有前景的行业都在这啦!!【通道入口】 最有"前途"的十大新兴职业 未来10年最有前景的十大高薪职业! 女生十大最吃香的职业最有前途的十大女生职业 2017年最有发展前景的十大专业 2017中国最热门的十大职业排行榜 未来几年,据说这9个行业前景最为乐观! 盘点未来最有前景及最具赚钱潜力的十大行业 未来中国最有前途的十大高薪职业 2017十大最有前途职业排行单 1.电子商务 2015年"双十一"双十一网购狂欢节让世界看到了中国的电商消费能力,仅当日一家公司的交易总额高达912亿人民币。据有关机构调查,电商未来的市场在十几万亿,因此造就的百万富翁也会多不胜数,可见电商领域潜力。而从事电商行业相关的职业在这种大的浪潮的推动下必将趁一把好东风。 2.新能源行业

第十八届五中全会制定能源"十三五"规划将加快建设安全、清洁、高效、低碳的现代能源体系。新能源的开发利用必定会成为国家能源发展的重点。推广新能源汽车,电动汽车正逐步走进人们的生活,今年的新能源汽车行业必将会引来很多外来资本投入,新能源的其他相关产业也必将成为能源行业的新宠。 3.教育和培训 在互联网时代组织的发展效率加速,因此对人才的需求也在加速,庞大的就业压力,越来越要求求职者的个人素质不断提高,据某人才招聘网站2015人才调查报告显示,2015年研究生学历求职是本科学历的1.倍,是大专学历的4倍之多。因此而必将产生更多的人员去参加培训,提高自己。2015年高级培训发展人才将是稀缺人才,同时更多是家长会重视孩子的教育问题,频繁出现的各种为孩子上学换户口,走后门可见一斑,所以可以预见未来幼儿教育市场发展潜力巨大。 4.O2O行业 2015年9月5日国务院办公厅印发《三网融合推广方案》全面推进"三网"融合,加快建设光纤网络,提高网络速度,加快物流快递发展,以互联网为载体,线上线下相结合层递消费这是一种新型的消费模式,发展起来会冲击传统的零售行业,据此产生的一系列衍生技术和行业也会兴起,比如移动支付,微商等。而关于这方面的人才,微商运营,移动支付技术,程序开发未来更是稀缺。 5.医疗保健行业 随着国人的生活水平和收入水平的同时提高,几十年前的生活陋习被摒

激光测量技术研究现状与发展趋势

激光测量技术研究现状与发展趋势授课教师:冯其波谢芳 学院:理学院 专业:光信息科学与技术 班级:光科0704班 姓名:杨涛 07272111 (组长) 颜川力 07272110 杨一帆 07272112 戴瑞辰 07272094 (副组长) 赵晓军 07272117 激光测量技术研究现状与发展趋势 光科0704:杨涛戴瑞辰杨一帆颜川力赵晓军 提要:激光检测学科发展现状在光电检测领域,利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹,然后到散斑,再到全息干 涉,出现了一个个干涉场,物理量(如位移、温度、压力、速度、折射率等)的测量不再需要单独测量,而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后, 电子学领域的许多探测方法(如外差、相关、取样平均、光子计数等)被引入,使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技 术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感 器等,可以完成纳米级非接触测量。可以说,超精密加工技术将随着高精密激光

检测技术的发展而发展;在此基础上,提出了激光测量需解决的关键技术及今 后 的发展方向。 Developing Situation of laser detection .In the field of photoelectric detection, there`ve been a long history of making a detection by using the principle of interference, diffraction and scattering of light. Interference field such as Tieman interferometer, Moire fringe, speckle and Holographic interferometry were designed one after another. Form then on, instead of measuring every physical quantity (displacement, temperature, pressure, velocity, refractive index) in turn, people measure the physical field entirely. After the development of laser, a number of detection methods (heterodyne, correlation, sample averaging, photon-counting) were invented, which lead to the improvement of the sensitivity and accuracy of the detection. People use the laser interferometer and Laser Displacement Transducer with key technologies of the laser detection to make nano-scaling non-contact measurement. It is clear that Super Precision Technology will raise to a new level according to the development of the High Precision laser detection; take which as the foundation, we advance the key technologies which belongs to the laser detection field, and also development direction of the field. 关键词:激光测量,扫描隧道显微镜,激光干涉仪,激光共焦测量技术 1 激光测量系统

现代光学基础试卷及答案

东 南 大 学 考 试 卷(A 卷) 课程名称 现代光学基础 考试学期 10-11-2 得分 适用专业 考试形式 闭卷 考试时间长度 120分钟 一、 选择和填空题(共18题,共36分, 每题二分)、 1. 将折射率为1.50的有机玻璃浸没在油中,油的折射率为1.10,试问光线从有机玻璃射向有机玻璃与油的界面时全反射临界角是( A ) A 、arcsin(1.10/1.50); B 、1.10/1.50; C 、arctan(1.10/1.50); D 、arccos(1.10/1.50); E 、arctan(1.50/1.10)。 2. 杨氏实验装置中,光源的波长为600nm ,两狭缝的间距为2mm ,试问在离缝300cm 处的光屏上观察到干涉花样的间距是多少毫米( B ) A 、4.5mm ; B 、0.9mm ; C 、 3.1mm ; D 、 4.1mm ; E 、 5.2mm 。 3.在下列光的实验中,正确的说法是:( A ) A 、法布里-珀罗干涉仪是多光束干涉仪; B 、迈克耳逊干涉仪是分波面干涉仪; C 、夫琅禾费衍射是一种近场衍射; D 、杨氏双缝干涉是分振幅干涉仪。 4. 一物体置于焦距为8cm 的薄凸透镜左边12cm 处,将另一焦距为6cm 的薄凸透镜放在第一个透镜右侧30 cm 处,最后成像的性质是:( E ) A 、倒立的实像; B 、 放大的虚像; C 、 放大的实像; D 、 缩小的虚像; E 、成像于无穷远处。 5. 假定汽车车灯的波长是500nm 的绿光,汽车两个前车灯的间距为1.22m ,人眼在夜间的瞳孔直径D =5mm ,考虑光波衍射所产生的影响,人眼能区分两只汽车前灯的最大距离是多少公里( C )? A 、1km ; B 、3km ; C 、10km ; D 、30km ; E 、100km 。 6. 对于理想光具组基点和基面的描述,以下说法错误的是( B ) A. 主点是一对共轭点; B. 焦点是一对共轭点; C. 节点是一对共轭点; D. 两主平面上的任一对等高点共轭。 7. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一折射率为n ,厚度为d 的透明介质片,放入后两光路的光程差改变量为:( A ) A 、2(n -1)d ; B 、2nd ; C 、nd ; D 、(n -1)d 。

四大光学仪器在生活中各领域的应用

四大光学仪器在生活中各领域的应用 摘要:现代光学已经发展成为一门相互交叉相互渗透,涉及到各个领域的综合性学科。成为现代科学技术最活跃前沿领域之一[1]。光学的应用是与光学实验仪器的不断改进和光学理论的逐渐完善同步产生的。本文对紫外—可见分光光度计、红外光谱和Raman光谱仪、原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪在生活中各领域的应用一一进行了介绍。 关键词: 一、紫外—可见分光光度计的应用 紫外可见分光光度法从问世以来,在应用方面有了很大的发展,尤其是在相关学科发展的基础上,促使分光光度计仪器的不断创新,功能更加齐全,使得光度法的应用更拓宽了范围[2]。目前,分光光度法已为工农业各个部门和科学研究的各个领域所广泛采用,成为人们从事生产和科研的有力测试手段。 1.结构 一般地,紫外可见分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成。光源发出的复合光通过单色器被分解成单色光,当单色光通过样品室时,一部分被样品吸收,其余未被吸收的光到达检测器,被转变为电信号,经电子电路的放大和数据处理后通过显示系统给出测量结果[3]。 2.原理 由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同。因此,每种物质都有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量,这就是分光光度定性和定量分析的基础[3]。 3.特点 分光光度法对于分析人员来说,可以说是最常用和有效的工具之一。因为分光光度法具有灵敏度高、选择性好、准确度高、适用浓度范围广的特点[4]。 4.应用 4.1纯度检验 紫外吸收光谱能测定化合物中含有微量的具有紫外吸收的杂质。如果化合物的紫外可见光区没有明显的吸收峰,而它的杂质在紫外区内有较强的吸收峰,就可以检测出化合物中的杂质[4]。 4.2与标准物及标准图谱对照 将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中,在同一条件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质,则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样,也可以和现成的标准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确,精密度高,且测定条件要相同[2]。 4.3氢键强度的测定 不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同。这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度,以确定选择哪一种溶剂。 4.4反应动力学研究 借助于分光光度法可以得出一些化学反应速度常数,并从两个或两个以上温度条件下得到的速度数据,得出反应活化能。 4.5络合物组成及稳定常数的测定 金属离子常与有机物形成络合物,多数络合物在紫外可见区是有吸收的,我们可以利用分光光度法来研究其组成。 除此之外,紫外—可见分光光度计还常常应用于比较最大吸收波长吸收系数的一致性、检定物质等方面的研究[3]。 二、红外光谱和Raman光谱仪 红外光谱广泛应用于分子结构的基础研究和化学组成的分析领域,对有机化合物的定性分析具有鲜明的特征性。由于其专属性强各种基因吸收带信息多,固可用于固体、液体和气体定性和定量分析[4]。又由于用红外光谱作样品分析时基本不需要处理,且不破坏和消耗样品,自身又无环境污染,因而被广泛运用。 1.结构

光电子产业及其发展趋势

光电子产业及其发展趋势摘要: 光电子产业是目前以及未来相当长一段时间内都将迅速发展的高技术、高附加值产业。通过回顾光电子技术的发展历史, 比较系统地介绍了光电子产业的最新动态, 与光电子产业相关的其它新兴产业, 以及这一新兴产业的未来发展趋势。 关键词: 光电子产业; 历史发展; 未来趋势 近年来国内外正在掀起一股光电子学和光电子产业的热潮, 光电子技术的新名词不断涌现, 技术的发展日新月异。一些国家把大量资金投入到光电子学和光电子技术的研究和开发之中。国际知名科学家预言, 光电子时代已经到来,光电子技术将引起一场超过电子技术的产业革命, 将给工业和社会带来比电子技术更为巨大的冲击。光电子是目前和未来相当长一段时间内都将迅速发展的高技术高附加值产业。 1 光电子技术的发展历史及光电子时代的到来 光电子技术发展经历了从概念提出、理论建立、材料和器件研制、应用和逐步产业化过程。我们可以看出, 40 年代以前主要是发展光电子学理论, 70 年代以前主要是应用已有理论进行发明创造和完成实验研究, 近几十年主要是使那些发明创造实现产业化。当然不同的光电子技术发展是不平衡的, 首先发展起来的是真空光电子技术和产业, 后来逐步发展到固体光电子技术与产业。据不完全统计, 到2000 年底, 全球光电子产业总产值约1200 亿美元。彩电进入千家万户, CRT 产量惊人, 风华正茂; LCD 已成为中小尺寸显示器的主流产品, 风光无限; 传感器、CCD 摄像机和数码相机进入家庭, 风景独好; 随着半导体激光器、掺铒光纤放大器和光纤技术的成熟, 光通信已成为通迅的最主要手段。光电子在信息获取、传输、存储和显示等方面起主导作用, 还将在工业智能化控制方面发挥重要作用。随着LED 技术的进步, 光电子还将在节能方面大有作为。光电子技术在研究领域的应用还有可能导致新的重大发现和新的研究领域的开辟。根据美国光电子工业发展协会估计, 到2013 年光电子全球总产值可达5000 亿美元。 2 光电子产业的最新动态 光子作为能量载体可提供极高功率密度与能量密度的光能、极短的光脉冲、极精细的光束等, 创造出极端的物理条件: 极高的温度、极高的压强、极低的温度和极精密的刻划与极精细的加工, 从而使光电子学和光电子技术在信息、能源、材料、航空航天、生命科学、环境科学及国防军事领域中到广泛的应用。光电子技术的内涵包括真空光电子技术及相关的器件与系统; 半导体光电子技术及相关的器件与系统激光技术及相关器件与系统; 其它光电子材料及器件以及大型光电子装置等几个大的方面。下面仅就一些热点问题进行讨论。 2. 1 激光技术锋芒毕露 激光是二十世纪的重大发明之一。一台普通的脉冲固体激光器, 输出的光脉冲宽度是几百微秒, 甚至毫秒量级, 峰值功率只有几十千瓦级, 显然满足不了诸如激光测距、激光雷达、高速摄影、高分辨率光谱学研究等的要求。正是在这些要求的推动下, 1961 年人们研究了激光调Q 技术和锁模技术, 到80 年代使激光脉冲宽度和峰值功率达到纳秒( ns)量级和吉瓦( GW) 量级的巨型脉冲。1964 年科学家们又提出了压缩脉宽、提高功率的新机制) 锁模技术, 使脉宽达到皮秒( ps, 10- 12) 量级; 70 年代超短脉冲技术得到迅速发展;80 年代初有人又提出了碰撞锁模理论, 在此基础上得到了90fs 光脉冲系列。90 年代自锁模技术的出现, 产生了脉宽为飞秒( fs, 10- 15 ) 、峰值功率为太瓦( T W, 1012W) 以上的超短脉冲, 为物理学、化学、生物学以及光谱学等学科对微观世界和超快过程的研究提供了重要手段。为了改善光束质量, 又发展了选模技术和稳频技术以满足精密干涉计量、全息照相、精细加工等的要求。 2. 2 光纤通讯生机无限

仪器分析技术发展趋势及应用

仪器分析技术最新发展趋势及应用 摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展,这就是当今仪器分析技术发展的总趋势! 关键词:仪器分析分析方法发展趋势 当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析,现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。 1 仪器分析技术的基础地位 现代仪器分析是一门信息科学,用于陈述事物的运动状态,促进人与环境的相互交流.现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能.人们通常将信息与物质!能源相提并论,称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。能量是一切物质运动的源泉,没有能源,世界便成为静寂的世界。信息则是客观事物与主观认识相结合的产物,没有信息交换,世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。 生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展,对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”?而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析,从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析,从组成到形态分析,从总体到微区分析,从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速反

高分子与现代生活

高分子与现代生活 摘要:高分子材料的发展与我们的生活息息相关,从科研军事领域到我们的衣食住行,现在都离不开高分子材料。究竟什么是高分子材料,高分子材料在我们的生活中究竟扮演着一个怎样的角色?在高分子技术高速发展的今天,涌现出了一大批新的材料,这些材料对于经济和科技的发展都起到了巨大的作用,在科学技术高速发展的同时,人们也不能忘记对于材料发展的要求,应当将科技发展与可持续发展理念相结合,开发新的环境能源保护资源,减少对于环境的破坏。 关键词:生活影响新材料环保 很荣幸能选择到这一门高分子与现代生活的课程,作为一个电气学院的学生,我对于高分子的知识了解也仅限于在高中时期化学课的有机化学部分。在这一学期的学习过程中,对于高分子技术也有了一定的了解。作为一门类似与科普的课程,这门课程让我在一种轻松愉快的形式下了解高分子技术与现代社会发展。 所谓高分子材料,顾名思义是由现对分子质量较高的化合物构成的材料。高分子材料按来源分类高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质,可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料,此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。 而高分子是生命存在的形式,天然高分子是生命的起源与进化的基础。从古至今,人类社会就一直利用着高分子材料作为生活资料和生产资料,它已成为我们日常生活中不可缺少的一部分。 在现代这个经济,技术快速发展的社会中,高分子材料以它优秀的特性在国民经济,科技、现代生活中更是起着举足轻重的作用。近年来,随着电气,电子、信息、汽车、航空、航天的发展与创新,高分子材料更是在不断向高功能化、高性能化转变方面日益活跃,并取得了重大突破。 在传统意义上,高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶黏剂和涂料等,其中被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维、合成橡胶,已经成为国民经济建设和人民日常生活中所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展,但目前工业已大规模生产的还只是寻

常用的光学仪器

本节前言 第五节常用的光学仪器 大约400多年前,荷兰的米德堡城里住着一个磨眼镜片名叫詹森的玻璃技师。他的两个男孩又天真又淘气。一次詹森因事外出,弟兄俩爬上他的工作台玩玻璃片。他们用铜管两端放上玻璃片,对准一本书看去。新奇的事出现了,一个逗号竟象一个胖蝌蚪似地爬在那里。詹森后来做了更高明的管子:管子细长,两端各固定一块凸透镜,管子的长度还可以调整。这便是1590年制成的第一具显微镜。詹森的生意就越来越兴隆。名声很快传了出去。 这消息传到伽利略耳里时,竟成了荷兰有人发明了可以看见远处物体的仪器。在这一误传之下,伽利略制成了第一具望远镜。 1827年,法国写生画家达格尔开始钻研摄影术。他拿所有的钱去向光学家购买贵重的透镜,向药房买药品,不分昼夜地一个人关在暗室里。达格尔把一片铜板镀了银,把它放在水银蒸汽中,然后把这张片子装到摄影机上,对准物体进行拍照,拍照后再作一番处理,片子上有光照的地方就会变成黑色。因为达格尔制成的镀银铜板感光性能很差,所以拍一次照片十分费事。一个人要照像,得先在脸上涂一层白粉,然后在摄影机前一动不动地坐上半小时。 我们现在所运用的显微镜、望远镜、照相机在构造上、功能上与早期相比都有了很大改进。这节中我们对它们的结构,工作原理作具体介绍,并结合动画来生动演示各自的成像过程。 §1.5常用的光学仪器 观察很小或很远的物体时,我们凭肉眼往往看不清楚,这时就要凭借相应的仪器——显微镜和望远镜来增大观察物体时的视角,从而能最大限度地看清物体。为了把观察到的景物记录下来,还需要使用照相机。 显微镜 显微镜是用来观察细菌、动植物组织、金属结构等细微物体的光学仪器。显微镜的主要部分是装在镜筒两端的两组透镜。每组透镜都相当于一个凸透镜,对着物体的一组叫做物镜,对着眼睛的一组叫做目镜。物镜的焦距很短,目镜的焦距较长。 图中展示的是利用显微镜观察到的微生物(单细胞海藻)的情况。我们将样品放置在载玻片上,盖上覆片。载玻片放置在显微镜平台上,光线经下面的平面镜反射照亮载玻片。离载玻片较近的物镜形成微小物体放大的实像。目镜进一步放大像,像就比物体本身大几百倍。多数显微镜有2-3个物镜,可发根据需要的放大倍数来选择。

国外仪器仪表的发展趋势.doc

国外仪器仪表的发展趋势 上海比特经济技术信息公司朱仁康李瑾朱伟民 综观科学上的重大发现,往往是由于新的观测手段的发明而开展起来的。以物理学诺贝尔奖金获得者为例,百分之五十的工作是得益于新的仪器或测试手段的发明创造。仪器仪表也是实现信息的获取、转换、存贮、处理和揭示物质运动的必备工具,仪器仪表装备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力发展和现代化水平。 一、仪器仪表发展概况 50年代初期,仪器仪表取得了重大突破,数字技术的出现使各种数字仪器得以问世,把模拟仪器的精度、分辨力与测量速度提高了几个量级,为实现测试自动化打下了良好的基础。 60年代中期,测量技术又一次取得了进展,计算机的引入,使仪器的功能发生了质的变化,从个别电量的测量转变成测量整个系统的特征参数,从单纯的接收、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出,从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。 70年代,计算机技术在仪器仪表中的进一步渗透,使电子仪器在传统的时域与频域之外,又出现了数据域(Data domain)测试。 80年代,由于微处理器被用到仪器中,仪器前面板开始朝键盘化方向发展,过去直观的用于调节时基或幅度的旋转度盘,选择电压电流等量程或功能的滑动开关,通、断开关键已经消失。测量系统的主要模式,是采用机柜形式,全部通过IEEE-488总线送到一个控制器上。测试时,可用丰富的BASIC语言程序来高速测试。不同于传统独立仪器模式的个人仪器(Personal instrument)已经得到了发展。 90年代,仪器仪表与测量科学进一步取得重大的突破性进展。这个进展的主要标志是仪器仪表智能化程度的提高。突出表现在以下几个方面。 1.微电子技术的进步将更深刻地影响仪器仪表的设计; 2.DSP芯片的大量问世,使仪器仪表数字信号处理功能大大加强; 3.微型机的发展,使仪器仪表具有更强的数据处理能力; 4.图像处理功能的增加十分普遍; 5.VXI总线得到广泛的应用。 二、国外仪器仪表发展特点 1.新技术的应用 目前普遍采用EDA(电子设计自动化)、CAM(计算机辅助制造)、CAT (计算机辅助测试)、DSP(数字信号处理)、ASIC(专用集成电路)及SMT (表面贴装技术)等。 2.产品结构变化 注重性能价格比。在重视高档仪器开发的同时,注重高新技术和量大面广产

《现代生活与物理学》教学大纲

《现代生活与物理学》课程教学大纲 课程编号:90907013 学时:32 学分:2 适用专业:全校各专业 开课单位:基础教学部 一、课程的性质与任务 现代生活与物理学是我校的一门公共选修课,具有应用性特点。通过对本课程的学习,使学生对物理学的基本概念、原理及规律有比较系统的认识;以便在以后的学习和工作中能运用所学的基本原理判断和解决简单的实际问题;培养学生科学思维和逻辑推理的能力、独立获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力;发挥物理学在培养学生建立辩证唯物主义世界观方面所起的作用,提高学生的科学文化素质。 三、实践教学的基本要求 无 四、课程的基本教学内容及要求 (一)绪论 1.教学内容(简要概括本章的主要教学内容) (1)为什么开设这门课程? (2)本课程都讲什么内容? (3)怎样才能学好这门课程?

2.重点与难点: 重点:为什么开设这门课程 难点:怎样才能学好这门课程 3.课程教学要求 要求教师采用多媒体教学和传统教学手段相结合,从现代生活中的力学、电磁学、热学、光学四个个方面拓展延伸,结合学校实际,介绍本课程开设的必要性、本门课程的主要内容以及如何才能学好本门课程。使学生对这门课程的内容及要求有个全面了解,并产生浓厚的学习兴趣,为学好这门课程打下良好的基础。 (二)第1讲现代生活中的质点力学 1.教学内容: (1)基本知识点 (2)实例与解析 (3)拓展与梦想 2. 重点与难点: 重点:实例与解析 难点:拓展与梦想 3.课程教学要求 要求教师采用多媒体教学和传统教学手段相结合,采用启发式教学、研讨问题教学法、实例解析法等多种教学方法相结合组织教学,使学生对质点力学的概念及在现代生活中的应用有所了解,进而增强学生的理论联系实际的应用能力,提高学生们的科学文化素质。 (三)第2讲现代生活中的刚体力学 1.教学内容: (1)基本知识点 (2)实例与解析 (3)拓展与梦想 2.重点与难点: 重点:实例与解析 难点:拓展与梦想 3.课程教学要求 要求教师采用多媒体教学和传统教学手段相结合,采用启发式教学、研讨问题教学法、实例解析法等多种教学方法相结合组织教学,使学生对刚体力学的概念及在现代生活中的应用有所了解,进而增强学生的理论联系实际的应用能力,提高学生们的科学文化素质。 (四)第3讲现代生活中的流体力学 1.教学内容: (1)基本知识点 (2)实例与解析 (3)拓展与梦想 2. 重点与难点: 重点:实例与解析 难点:拓展与梦想

典型光学仪器的基本原理

1、光学仪器在国民生产和生活中各个领域广泛应用,绝大多数光学仪器可归纳为望远镜系统、显微镜系统和照明系统三类。 2、人眼构造:人眼本身就相当于一个摄影系统,外表大体呈球形,直径约为25mm,由角膜、瞳孔、房水、睫状体、晶状体和玻璃体等组成的屈光系统相当于成像系统的镜头,起聚焦成像作用。眼睛内的视网膜和大脑的使神经中枢等相当于成像系统的感光底片和控制系统,能够接收外界信号并成像。 3、视度调节:眼睛通过睫状肌的伸缩本能地改变水晶体光焦度的大小以实现对任意距离的物体自动调焦的过程称作眼睛的视度调节。 4、视觉调节:人眼除了随着物体距离的改变而调节晶状体曲率外,还可以在不同的明暗条件下工作,人眼能感受非常大范围的光亮度变化,即眼睛对不同的亮度条件下具有适应的调节能力,这种能力称为眼睛的视觉调节。 5、放大镜定义:放大镜(英文名称:magnifier):用来观察物体细节的简单目视光学器件,是焦距比眼的明视距离小得多的会聚透镜。物体在人眼视网膜上所成像的大小正比于物对眼所张的角(视角)。 6、视角愈大,像也愈大,愈能分辨物的细节。移近物体可增大视角,但受到眼睛调焦能力的限制。使用放大镜,令其紧靠眼睛,并把物放在它的焦点以内,成一正立虚像。放大镜的作用是放大视角。 7、显微镜:显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜:光学显微

镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米,国内显微镜机械筒长度一般是160mm。 8、光学显微镜由目镜,物镜,粗准焦螺旋,细准焦螺旋,压片夹,通光孔,遮光器,转换器,反光镜,载物台,镜臂,镜筒,镜座,聚光器,光阑组成。 9、显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜。 10、光学显微镜:通常皆由光学部分、照明部分和机械部分组成。无

2020未来发展前景行业有哪些

抗疫过后,必须到了考虑经济的时候了。此次疫情,必将深刻改变中国。一些新的商业需求必然会爆发,并且催生传统商业的迭代升级。那疫情之后,中国社会将有哪些新商业机会?哪些行业可能蓄势爆发? 心理咨询及心理陪护 疫情期间,很多人天天刷新闻,出现了恐惧、焦虑等情绪。疫情过后,将会有大量的人需要私人心理医生、私人心理陪护。未来,将会有越来越多人的心理需要抚慰,线上咨询服务会逐渐兴起。 餐饮旅游行业 尽管当下,餐饮企业受到的挫折最大。但疫情结束之后的一两个月,餐饮和旅游行业,都会出现大规模的爆发性增长。疫情之后的假期都会出现旅游和餐饮消费旺季。毕竟,该去的地方还得去,该见的朋友还得见。消费的“报复性反弹”是可以预见的。 线上办公软件 很多企业应开始线上办公,尽管对于线上办公仍存在一些争议,但有争议是任何新兴事物的特性。由于成本更低、更灵活,线上办公未来势必会出现爆发浪潮。 在线教育平台

由于学校不能复课,很多在线教育平台迎来爆发的春天。在线教育平台最大的优势是名师优势,疫情之后会加速市场调整,一些听过名师讲课的学生,将再很难将就普通老师,在线教育必然迎来一波爆发期。而且,未来线上教育与线下融合也是必然趋势。 高标准的生活服务 疫情期间,由于人们不愿意去大超市,社区便利店、生鲜电商等企业,都出现了集中爆发。还有一些配送服务,业务都出现井喷。 连锁干洗加盟 疫情过后干洗行业即将迎来大发展。人们经过这次疫情对生活的健康洁净要求将会越来越高,同时对美好生活的向往程度以及享受服务的渴望更高,因此品牌干洗店的健康洗涤方式必将倍受青睐。 品牌干洗店国际规范的洗衣流程会对衣服进行多次消毒处理;使用的清洁溶剂是具有杀菌去污功能的四氯乙烯;高温熨烫和高温烘干机在对衣物进行烘干熨烫的同时亦可再次杀菌灭毒;独立包装避免细菌污染。整个洗涤流程严谨而全面,满足了人们越来越高的“健康洁净”要求。

激光检测技术研究现状与发展趋势

激光检测技术研究现状与发展趋势 提要:激光检测学科发展现状在光电检测领域,利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹,然后到散斑,再到全息干涉,出现了一个个干涉场,物理量(如位移、温度、压力、速度、折射率等)的测量不再需要单独测量,而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后,电子学领域的许多探测方法(如外差、相关、取样平均、光子计数等)被引入,使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等,可以完成纳米级非接触测量。可以说,超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展;在此基础上,提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。 1.测量原理 1.1激光测距原理 先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离。

1.2激光测位移原理 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面,经物体反射的激光通过接收器镜头,被内部的CCD线性相机接收,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。 2.激光测量系统的应用 激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数,激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。随着激光技术的不断发展,对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。由于调Q和锁模激光的出现和应用,要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。光谱范围也从紫外、可见、红外扩展到近毫米波段。激光精密测量和某些生物医学方面的研究和应用(如眼科治疗、细胞手术器等)的发展,对激光测量的精度也提出了非常高的要求。 2.1激光非球面检测技术 长期以来,非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高,尤其对于高精度非球面的检测。规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等,对于检测工件表面来说都有一定的局限性。原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上,当针尖很靠近样品时,其顶端的原子与

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