光学薄膜及其应用方面的研究
1.引言
光学薄膜是指在光学玻璃、光学塑料、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜，基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件，是现代光学仪器和光学器件的重要组成部分。从20世纪30年代开始，光学薄膜逐渐被应用于日常生活、工业、天文学、军事、宇航、光通信等领域，在国民经济和国防建设中起到了重要作用，因而得到了科学技术工作者的日益重视。而今新兴技术的发展对薄膜技术不断提出新的要求，又进一步促使了光学薄膜技术的蓬勃发展，所以近年来，对光学薄膜的研究及其应用一直是非常活跃的课题。本文在简单叙述薄膜干涉的一些相关原理的基础上，介绍了光学薄膜最常见的几种制备方法，研究了光学薄膜技术的相关应用，并且展望了光学薄膜研究的广阔前景。
2.光学薄膜干涉的原理
一列光波辐射到透明薄膜上，从膜的前、后表面或上下表面或上下表面反射出两列光波，这两列相干光波相遇后叠加产生干涉，设薄膜下方空间的折射率为n3，薄膜的折射率为n2，薄膜上方空间的折射率为n，膜的厚度为d，如图1所示，则上下两表面处获得的反射光束的光程差为δ=2d（n2^2-n1^2sin^i）^-2λ*/2,式中i是入射角，λ/2是由半波损失而引起的附加光程，当δ=kλ，相位差Δφ=±2k∏(k=1、2、3…),干涉加强，形成明纹；当δ=（2k+1）*λ/2，Δφ=±（2k+1）∏(k=0、1、2、3…)，干涉减弱，形成暗纹。
图1 薄膜干涉的基本原理
假如取薄膜的光学厚度为n2*d=λ/4,当n1
从以上的讨论可以看出，由于太阳光或灯光距薄膜膜面很远，所以光束照射薄膜表面时，几乎为垂直入射，即i=0,当用波长为λ。的单色光垂直照射，为了让薄膜的光学厚度达到所需要求，例如当n1
n2d=λ。/4(2k+1)时，相位差Δφ的变化范围为【∏λ。*(2k+1)/( λ。+Δλ), ∏λ。*(2k+1)/( λ。-Δλ)】,k取值较大时，有多种光波满足Δφ=+（2k+1）∏，同时也有多种波长的光波满足Δφ=2k∏,即出现一部分光产生相消干涉，而另一部分则产生相长干涉的现象。这样，增透膜的效果均不佳，当k取值较小时，可以避免此种现象的出现，例如400—760nm的可见光范围内，取λ。=550nm, n2d1=λ。/4=137.5nm时，相位差Δφ的变化范围为【0.724∏，1.375∏】，Δφ均与∏接近，避免了一部分光波产生相长干涉而另一部分产生相消干涉的现象，因此选取薄膜的光学厚度n2d1=λ。/4应该是最佳选择。
3.光学薄膜的制备
3.1物理气相沉淀法
物理气相沉淀法简单地说，是在真空环境中加热薄膜材料使其成为蒸汽，蒸汽再凝结到温度相对低的基片上形成薄膜的过程。之所以选择高真空环境是因为薄膜材料在沉积的过程中不会与空气中的活泼气体反应，以及蒸汽分子在真空环境中不会与气体分子碰撞，而是直接到达基片，在实际薄膜沉积过程中，需要控制的工艺参数非常多，通常涉及到真空技术、材料化学、精密机械制造、光电技术、计算机技术、自动控制技术等领域。
3.2离子束辅助沉淀法
离子辅助沉积法是在气相沉淀镀膜的同时，利用高能粒子轰击薄膜沉积表面，对薄膜表面环境产生影响，从而改变沉积薄膜成分、结构的过程。这种把离子辅助与反蒸汽法结合起来的镀膜技术能够实现低温成膜，改善薄膜的微观结构、力学性能并提高薄膜与基体结合力，从而提高薄膜的综合性能。但由于离子束轰击基片的能量束流密度不均匀以及高能粒子引起的反溅射等因素，使得离子束辅助蒸发技术在生产应用中收到限制。通常对ZnS、MgF2等软膜采用离子辅助技术以后，膜层的牢固性获得了明显的改善，但无论对软膜或电子束蒸发的氧化物硬膜在抗激光损伤方面的效果均不明显。
4 光学薄膜的应用
4.1 应用于光学仪器
4.1.1应用于摄像机，照相机
摄像机的镜头是让可见光范围内全部光谱最大限度透过，即透过的光波波带要尽量的宽，从而获得真实的反映自然界色彩的效果，因此光薄膜采用了三层膜系结构。
当基质玻璃折射率ny<1.65时，采用λ/4 –λ/2 –λ/4形式，这种分层膜系在更多的波谱处追求反射率为零，增透波带变宽。另外，薄膜对于入射白光的选择性反射，会因入射光的角度变化而发生相应变化，当我们从不同的角度观察，这些光学表面时，将会看到
不同的色彩反光，通常，入射光越大，红光的反射越大，所以侧面看镜头时多呈红黄色。
为了与彩色显示设备中的三原色还原系统标准相一致，光电式彩色摄像机中所用的彩色分光系统，也是利用薄膜对光波透，反作用的选择性，将白色光分离成三束原色光进入信号记录仪，设备在相应制式的放映系统中播放使用。
4.2应用于光纤通信
光线系统也像电子系统一样，需要许多无源器件来实现光路的连接，分路、合路、交换，隔离以及控制或改变光信号的传播性质。光学薄膜在其中一些仪器中起着十分重要的作用，在透镜扩束式连接器中，透镜表面需要镀制减反射膜，消除菲涅尔反射的影响，在光纤定向耦合器中，部分反射介质镀膜制在两透镜的结合面上，这种微光原件组成的定向耦合器，结构紧凑、简单，插入损耗较低（<1dB）,对膜的功率分配不敏感，因此得到很多应用，部分介质反射膜也可以镀制在直角棱镜斜面上，构成一种T型耦合器。另一种光波分复用器（WDM），属于波长选择性耦合器，是用来合成不同波长的光信号或者分离不同波长的光信号的无源器件。
5.结束语
综合国内外光学及光学薄膜的研究状况，光学薄膜的研究呈以下几个发展趋势：
1）继续重视对传统光学仪器中光学薄膜应用的研究和开发，提高薄膜光学质量，研究大面积镀膜技术应用；
2）开发与新型精密光学仪器及光电子器件要求相应的光学薄膜及其材料的制备方法，以满足现代光学、空间技术、军事技术和全光网络技术日益迫切的需要。
3）开发极端光谱条件下的光学薄膜，如超窄带密集型波分复用滤纸片，软X射线膜，高功率激光薄膜的制备技术。
4）开发与环境保护息息相关的“绿色光学薄膜”，实现光能与人类健康需要相协调。
时至今日，光学薄膜已获得很大的发展，光学薄膜的生产已逐步走向系列化、
程序化和专业化，但是，在光学薄膜的研究中还有不少问题有待进一步解决。
20世纪90年代科学家语言21世纪是光子世纪，而光学薄膜作为传输光子并实
现其各种功能的重要载体，必然会在光学、光电子及其光子学获得突破性发展
的同时，得到进一步的繁荣和发展。
参考文献
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光学设计性试验《光盘性质的研究》 学院：物理学院 专业：物理学 指导老师：李金环
姓名：陈哲 学号：1221410007
光盘性质的研究
【摘要】CD光盘上的信息是通过压制在光盘上的细小坑点来贮存的,并由这些不同时间长度的细小坑点和坑点之间的平台组成了由里向外分布的螺旋光道.当激光光斑扫描这些坑点组成的光道时,就读出了存储的信息。光盘盘片光道间距为0.74μm,.并且其最小记录点长度为0.4μm,如此小的光道间隔密度和光栅的光栅常量的数量级相当，因此光盘在激光的照射下会像反射光栅一样发生光栅衍射现象。当我们把衍射光斑记录在光屏上，我们就可以根据光的衍射计算出光栅常量b,从而可以计算出光盘的周期。 【关键词】光道反射光栅衍射现像光盘周期光盘厚度 【实验目的】 （一）了解光盘CD，VCD，DVD的构成及光学性质； （二）学会解释出现的光学现象； 【实验要求】 （一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图； （二）使用多种方法进行测量； （三）光盘的刻线走向及刻线密度。 【实验仪器】 激光器，废旧光盘三个、没有刻录过的光盘三个、自己制作的可以记录具体位置的光屏一个，光聚座一个，分光计一个。 【实验原理】 1光盘的结构
光盘的物理构造：CD光盘上记录的信息最小单元是比特（bit）。在聚碳酸脂材料上用凹痕和凸痕的形式记录二进制“0”和“1”，然后覆上一层薄铝反射层，最后再覆上一层透明胶膜保护层，并在保护层的一面印上标记。我们通常称光盘的两面分别为数据面和标记面。目前通常用的光盘直径为12cm，厚度约为1mm，中心孔直径为15mm，重约14--18g。光盘由透明塑料PCC聚碳酸酷基片做成，由衬底层、反射层及保护层和最上面的商标层组成。光盘的信息是通过激光反射原理从信息面通过透明塑料来读取的。 图1 光盘的基本结构 在反射层中有四凸坑来表示的信息，当激光头的激光束照射这些凹凸坑时，产生强弱不同的反射光，再将这些反射光变为大小不同的电流，经解码电路还原成信号。光盘的信息坑长为0.9-3.2μm，信息坑宽为0.5μm，信息坑深为0.11μm，信息纹迹间距为1.6μm。 2.光盘的读取原理 光盘的原理是：光盘能以二进制数据(由“0”和“1”组成的数据模式)的形式存储文件和音乐信息。要在光盘上存储数据，首先必须借助电脑将数据转换成二进制，
物理学本科毕业论文题目 20世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代，目睹了人类分裂原子、拼接基因、克隆动物、开通信息高速公路、纳米加工和探索太空。很难设想，若没有科学技术的飞速发展，现代生活将是什么样子。与科学技术的发展一样，物理学也经历了极其深刻的革命。可以说，物理学每时每刻都在不停的发展，其活跃的前沿领域很多，是最有生命力、成果最多的之一。下面学术堂为你提供了物理学本科毕业论文题目，希望对你有所帮助。 1
物理学本科毕业论文题目一： 1、MATLAB在大学物理实验仿真中的应用 2、基于Flash的大学物理电学仿真实验的设计与实现 3、量子点和一维量子线相耦合系统在Kondo区物理性质的研究 4、基于时域物理光学方法的半空间上方目标散射研究 5、有机光电材料的光物理特性研究 6、基于激光混沌的全光物理随机数发生器 7、基于超导电路系统的量子模拟和基础量子物理研究 8、金属亚波长结构阵列电磁场增强及光学异常透射的机理研究 9、微型热电系统的多物理场耦合模型与性能优化研究 10、外尔半金属的反常物理性质研究 11、中子光子输运物理过程蒙特卡罗处理方法研究 12、红外视景仿真关键技术研究 13、关于拓扑物理的量子模拟研究 14、高真实感红外场景实时仿真技术研究 15、氢化非晶硅薄膜结构及其物理效应 16、PIC数值方法以及激光-物质相互作用若干物理研究 17、目标电磁散射特性的快速计算方法研究 18、钙钛矿半导体中的瞬态物理过程研究 19、基于激光自混合效应的多物理参数同步测量方法研究 20、高性能多物理场数值算法研究及其应用 21、超薄Bi薄膜的电子态研究 22、铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究 23、高增益短波长自由电子激光相关物理研究 2
对波粒二象性的理解 和认识 电子工程与信息科学系 黄金 PB11210054
从我们出生的那一刻起，光就伴随着我们。我们的生活离不开阳光，有了光，才有了我们色彩斑斓的生活。人们对光学最初的研究，也是从“人类为何能看到周围的物体开始”。经历了半个多学期的光学学习我对光又有了全新的认识。 大学以前，我们接触到的主要是几何光学，它让我们对光有了最初的认识。它让我们知道光是沿直线传播的，同时又引出了光的反射、折射等基本性质。费马定理更是让我们对光有了更为全面的认识。我们似乎觉得这好像就是光的全部。其实不然，大学又为我们开启了一扇全新的大门，让我们更进一步的认识光，了解光。 光的干涉衍射让我们知道了光是一种波。而对于光电效应和黑体辐射等问题的研究又让我们看到了光的电磁性！既能像波浪一样向前传播，又表现出粒子的特征，我们称光具有“波粒二象性”。 从光的波粒二象性的发现到发展经历了相当长的时间，也是一段无比辉煌的阶段。光一直被认为是最小的物质，虽然它是个最特殊的物质，但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上，整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。17 世纪以前，人们对光的认识只停留在简单的几何光学的层面上，例如光的反射、折射等光的直线传播现象，这也是光学的初期发展。十七世纪初期，人们逐渐发现了与光的直线传播不完全符合的事实，意大利人格里马第率先观察到了光的衍射现象，接着1672-1675 年间胡克也观察到了光的衍射现象，并且和波意耳互相独立地研究了薄膜所产生的彩色干涉条纹，衍射现象，简而言之，就是光波遇到小障碍物或小孔时，绕过障碍物进入几何
阴影区继续传播，并在障碍物后的观察屏上呈现出光强的不均匀分布的现象。所有这些现象的发现都为光的波动理论的萌芽奠定了坚实的基础。17 世纪下半叶，英国物理学家牛顿以极大的兴趣和热情开始了对光学的研究。通过白光实验并根据光的直线传播的性质，他提出了光是微粒流的理论，然而他的这一理论因无法解释光在绕过障碍物之后所发生的衍射现象，遭到了以惠更斯为代表的波动学说的强烈反对。光的研究在18 世纪实际上并没有什么发展，由于牛顿在学术界的权威和盛名，大多数科学家仍在支持光的微粒学说，不过笛卡儿学派中瑞士的欧拉和法国的伯努利却捍卫并发展了光的波动理论。 人们探索的脚步永不停息。到了十九世纪，初步发展起来的波动光学的体系已经形成。杨氏（托马斯?杨）和菲涅耳的著作对光学的发展起到了决定性的作用，著名的“杨氏双缝干涉试验”还第一次成功地测定了光的波长，光学界沉闷的空气再次活跃起来。后来菲涅耳用杨氏干涉原理补充了惠更斯原理，形成人们所熟知的惠更斯--菲涅耳原理，1800年光的偏振现象的发现，更证明了光是横波的事实。1845年，法拉第发现光的振动面在强磁场中的旋转，从而揭示了光现象和电磁现象的内在联系，同时使人们认识到在研究光学现象的时候必须把光学现象同其他物理现象联系起来考虑。后来麦克斯韦在1865 年的理论研究中指出：光是一种电磁波。这一结论后来被赫兹用试验所证实。19 世纪末到20 世纪初，光的研究深入到光的发生，光和物质的相互作用的微观体系中，然而光的电磁理论却不能解释光和物质的相互作用的某些现象，例如黑体辐射中能量按波长的分布的问题;赫兹发现的光电效应等。
学士学位论文 系别：物理与电子工程系 学科专业： 姓名： 2014年06月
量子纠缠 系别：物理与电子工程系 学科专业： 姓名： 学号： 2015年06月 2
论文题目□□□□□【宋体二号加粗居中】【段前24磅段 后18磅】 摘要：【此二字黑体四号加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□【宋体四号，1.5倍行距】 【空一行】 关键词：【此三字黑体四号加粗】□□□；□□□；□□□【宋体四号， 1.5倍行距，关键词至少3个】【段前0磅段后0磅】 【以上单独一页】
Title（英文题目）□□□□□【Times New Roman二 号居中加粗】【段前24磅段后18磅】 Abstract:【此单词加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□.【Times New Roman 四号，1.5倍行距】 【空一行】 Keywords:【此单词加粗】□□□;□□□;□□□【Times New Roman 四号】【以上单独一页，中英文摘要A4纸单双面打印】 4
目录【黑体二号加粗居中，单倍行距】【段前24磅段后18磅】 1 引言 (1) 2量子纠缠 (2) 2.1 量子力学基础 (2) 2.2 量子纠缠态的定义 (3) 2.3 量子纠缠态的分类 (6) 2.3.1纯态量子纠缠态 (6) 2.3.2混合态量子纠缠态 (6) 2.4 量子纠缠态的物理表现 (7) 3 量子纠缠态的度量 (8) 3.1 纠缠度的描述 (8) 3.2 形成纠缠度 (11) 4 量子纠缠在量子信息中的作用 (12) 4.1 量子通信 (13) 4.3 量子密码 (18) 5 结束语 (20) 致谢 (20) 参考文献 (21) 【1级标题宋体三号，1.5行距】【2级标题宋体四号，1.5行距，左缩进2字符】【3 级标题宋体四号，1.5行距，左缩进4字符】 【以上单独一页】
《大学物理》课程论文 热力学基础 摘要： 热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质，特别是气体的性质，经过气体动理论的分析，才能了解其基本性质。气体动理论，经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充，不可偏废。人们同时发现，热力学过程包括自发过程和非自发过程，都有明显的单方向性，都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手，引进熵的概念后，就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此，在热力学中，熵是一个十分重要的概念。关键词： （1）热力学第一定律（2）卡诺循环（3）热力学第二定律（4）熵 正文： 在一般情况下，当系统状态变化时，作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么，不论过程如何，总有： Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是：外界对系统传递的热量，一部分
是系统的内能增加，另一部分是用于系统对外做功。不难看出，热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出，作功必须有能量转换而来，很显然第一类永动机违反了热力学第一定律，所以它根本不可能造成的。 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，或简称循环。经历一个循环，回到初始状态时，内能没有改变，这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在完成一个循环后，气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征： ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源： ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温 度越高，低温热源的温度越低，卡诺循环效率越大，也就 是说当两热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的（除非T2 =0K）。 那么热机的效率能不能达到100％呢？如果不可能到达100％，最大可能效率又是多少呢？有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。 第一类永动机失败后，人们就设想有没有这种热机：它只从一个热源吸取热量，并使之全部转变为功，它不需要冷源，也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明，第二类永动
理学院电子科学与技术120131326 刘玉光 浅谈光学概论 【简介】光学已成为为现代科研的重要内容，传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。光学将成为今后光学工程学科的重要发展方向。 【英文译文】Optical has become the important contents for the modern scientific research, the traditional optical only research visible light, and modern optical already expanded to whole wavelength electromagnetic wave of research. Light is an electromagnetic wave, in physics, electromagnetic wave by electrodynamics of maxwell's equations describing, At the same time, the light has wave-particle duality, need to use the quantum mechanics expression. Optical will become future optical engineering discipline of important development direction. 【关键词】光学、现代科技、应用、研究、历史、前景 【正文】 一、光学简介 在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。本世纪中叶，产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理的理论和技术。特别是六十年代初第一台激光器的问世，实现了高亮度和高时一空相干度的光源，使光子不仅成为了信息的相干载体而且成为了能量的有效载体，随着激光技，本和光电子技术的崛起，光学工程已发展为光学为主的，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。它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。这些分支不仅使光学工程产生了质上的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。 近些年来，在一些重要的领域，信息载体正在由电磁波段扩展到光波段，从而使现代光学产业的主体集中在光信息获取、传输、处理、记录、存储、显示和传感等的光电信息产业上。这些产业一般具有数字化、集成化和微结构化等技术特征。在传统的光学系统经不断地智能化和自动化，从而仍然能够发挥重要作用的同时，对集传感、处理和执行功能于一体的微光学系统的研究和开拓光子在信息科学中作用的研究，将成为今后光学工程学科的重要发展方向。
收稿日期:2009 10 20 基金项目:国家自然科学基金资助(60801042) 作者简介:关 莹(1984 ),女,西安电子科技大学博士研究生,E mail:guanying_w anw an @https://www.doczj.com/doc/a94230635.html,. doi:10.3969/j.issn.1001 2400.2010.05.021 适用于裁剪NURBS 曲面RCS 预估的改进的物理光学法 关 莹,龚书喜,徐云学,张 帅,姜 文 (西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室,陕西西安 710071) 摘要:分析了驻相法(SPM )计算裁剪非均匀有理B 样条(N U RBS)曲面上物理光学积分失效的原因; 在此基础上综合驻相法和Go rdon 算法的优点,提出了SPM G or don 算法来准确快速计算裁剪N U RBS 曲面上的物理光学积分.与完全采用高斯积分计算裁剪曲面上物理光学积分的传统方法相比,新算法避 免了繁琐耗时的数值积分,计算速度快,所需内存少.数值结果表明,当裁剪曲面被裁去区域与有效域面 积之比小于0 5时,在同等精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPM Gor do n 算法计算RCS 所需的时间仅仅为传统方法的10%以下. 关键词:裁剪N U RBS 曲面;电磁散射;物理光学积分;SPM Gor do n 算法;雷达截面 中图分类号:O 441 文献标识码:A 文章编号:1001 2400(2010)05 0893 05 Improved PO technique for the RC S computation of targets modeled with trimmed NURBS surfaces G UAN Ying ,GON G Shu x i,X U Yun x ue,ZH A N G S huai,J I A NG Wen (Key Lab.of A ntennas and M icro wav e T echnolog y,Xidian U niv.,Xi an 710071,China) Abstract: T he invalidity of the stationary phase method (SPM )in the evaluat ion of the PO int eg r al over trimmed sur faces is analyzed theor et ically,o n the basis of w hich the SPM G or do n algo rithm is presented to ev aluate the P O integr al over tr immed surfaces accur ately and effectively.Co mpa red with the co nv entional method in which numer ical integ rat ions are utilized,this new algo rithm successfully av oids the co mplex and time consuming numer ical integ ratio ns and releases the heav y burden o n the CPU. Numerica l results indicate that when the ar ea o f the tr im r egion is less than half o f that of the effectiv e reg ion,the time consumed by the SPM G or do n metho d is no mo re than 10percent that by the co nv entional method in most cases. Key Words: trimmed NU R BS surfaces;electromag netic scattering ; PO integ ral;SP M Go rdon alg or ithm;RCS 随着计算机辅助几何设计(CAGD)的发展,基于非均匀有理B 样条(NU RBS)曲面建模的复杂目标的RCS 计算研究受到越来越广泛的关注,其中一种行之有效的计算方法就是物理光学法(PO)[1 4].当目标的电尺寸很大时,采用物理光学法计算基于NU RBS 曲面建模目标的RCS,所需内存少,计算速度快.当N URBS 曲面出现面 面相交的情况或者在NURBS 曲面上存在孔洞时,该NURBS 曲面就成为裁剪NURBS 曲面.然而,由于裁剪NU RBS 曲面的结构比较复杂,已往的文献很少涉及到其RCS 计算,几乎所有的PO 程序代码都要求处理的N URBS 曲面必须是非裁剪的.通过对目标模型的重建改造虽然能够除去裁剪部分,但其耗时甚至可能超过目标RCS 计算本身所需的时间[5].因此,寻求一种计算裁剪NURBS 曲面RCS 的快速高效的方法就显得格外重要. 文献[6]虽然涉及到裁剪NU RBS 曲面在RCS 计算中的应用,但它仍然采用普通NU RBS 曲面建模,而2010年10月第37卷 第5期 西安电子科技大学学报(自然科学版)JOUR NAL OF XIDI AN UNIV ER SI TY Oct.2010 Vol.37 No.5
电磁感应在生活中的应用 摘要：电磁学已成为物理学的一个重要分支，是研究电磁运动基本规律的学科。电磁学理论的发展不仅是电工学、无线电电子学、电子计算机技术及其他新科学、新技术发展的理论依据，而且也与人们的日常生活和生产技术有着十分密切的关系。 关键词：电磁感应熔炼金属磁悬浮技术电磁炮 正文： 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 熔炼金属 交流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应，这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点：加热效率高，达到50～90%；加热速度快；用不同频率的交流可得到不同的加热深度，这是因为涡流在金属内不是均匀分布的，越靠近金属表面层电流越强，频率越高这种现象越显著，称为“趋肤效应”。工业上把感应加热依频率分为四种：工频（50赫）；中频（0.5～8千赫）；超音频（20～60千赫）；高频（60～600千赫）。工频交流直接由配电变压器提供；中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生；超音频和高频交流由大功率电子管振荡器产生。 磁悬浮技术 随着航天事业的发展，模拟微重力环境下的空间悬浮技术已成为进行相关高科技研究的重要手段。目前的悬浮技术主要包括电磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、静电悬浮、粒子束悬浮等，其中电磁悬浮技术比较成熟。电磁悬浮技术（electromagnetic levitation）简称EML技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。 磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器
1.波动方程，光程、光程差、相位差 2.杨氏干涉、薄膜干涉(等倾、等厚) （重点） 3.单缝衍射、圆孔衍射（半波带、分辨本领）、光栅 4.马吕斯定律、布儒斯特定律、偏振光之间转换 1．)](ex p[0kz t i E E --=ω与)](ex p[0kz t i E E +-=ω描述的是 传播的光波。 A ．沿正方向 B ．沿负方向 C ．分别沿正和负方向 D ．分别沿负和 正方向 2．牛奶在自然光照射时呈白色，由此可以肯定牛奶对光的散射主要是 A ．瑞利散射 B ．分子散射 C ．Mie 散射 D ．拉曼散射 3．在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色蓝到红的空间位置是 A ．由外到里 B ．由里到外 C ．不变 D ．随机变化 5． F-P 腔两内腔面距离h 增加时，其自由光谱范围λ? A ．恒定不变 B ．增加 C ．下降 D ．=0 6．光波的能流密度正比于 A ． E 或H B ．2E 或2H C ．2E ，与H 无关 D ． 2H ，与 E 无关 7．光在介质中传播时，将分为o 光和e 光的介质属 A ．单轴晶体 B ．双轴晶体 C ．各向同性晶体 D ．均匀媒质 8.两相干光的光强度分别为I 1和I 2，当他们的光强都增加一倍时，干涉条纹的可见度 A .增加一倍 B . 减小一半 C .不变 D . 增加1/2 倍 9.线偏振光可以看成是振动方向互相垂直的两个偏振光的叠加，这两个偏振光是 A .振幅相等，没有固定相位关系 B .振幅相等，有固定相位关系 C .振幅可以不相等，但相位差等于0度或180度 D .振幅可以不相等，但相位差等于90度或270度 10．等倾干涉图样中心圆环 。（区分迈克尔孙和牛顿环） A ．级次最高，色散最弱 B ．级次最高，色散最强 C ．级次最低 色散最弱 D ．级次最低，色散最强 11．在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为λ4=a 的单 缝上，对应于衍射角为30o的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 A ．2 个 B ．4 个 C ．6 个 D ．8 个 14．闪耀光栅中，使刻槽面与光栅面成角，目的是使
目录 光速的测量史 第一章-----------------------文艺复兴时期对光速的争议 第二章-----------------------天文学对光速的测量的贡献 第三章-----------------------地球上光速的测量 第四章-----------------------根据麦克斯韦方程组求光速 第五章-----------------------现代光速的测量 第六章-----------------------光速测定的意义 摘要 方法及天文学大尺度对光速的测量的贡献，通过这些数值的一致性，使读者体会到物理学殊途同归的玄妙之处以及先贤们思想的伟大。 Abstract;Through introducing the development of measuring speed of light,this ariticle provide some classical methods and some astronomical methods.Reader will realize the mystery of physics by these accordant date and you also can marvel at the ideas of these great men. 第一章文艺复兴时期对光速的争议
关于光传播速度是否是有限的，文艺复兴时期的物理学家是有不同观点的。其中开普勒、笛卡尔认为光速传播不需要时间。而近代实验科学的先驱者伽利略却对此产生了怀疑。于是于1607年，伽利略运用测声速的方法测量了光速，虽然从理论上讲这种方法能测出光速，但光速很大，1／7秒能绕地球一周多，靠当时的条件在地球上用通常测声速的方法测光速是难以实现的。在伽利略去世后约30年，丹麦天文学家罗默在观察木星的卫星食中，于1676年指出光速是有限的。伽利略虽然没有测出光速，但是他开启了人类对光速测量大门的钥匙，给后人指出了一条物理研究的方向。 第二章天文学对光速测量的贡献 1676年，丹麦天文学家罗默第一次提出了有效的光速测量方法。罗默运用木星卫星的蚀在地球处于不同位置时发生周期的变化来测量的。木星是一个周期为12年的太阳行星，它有11个卫星，最接近于木星的卫星，其周期是42小时28分16秒，因而它发生蚀的时间很短可以用于测量计时。经过长期观察，罗默发现从离木星最近时开始计时，在地球运行过1/4周期后，此卫星发生蚀的时间比期周期慢了大约11分钟（此时间差是每次蚀与固有周期之差dt的和），而在罗默的时代，人们已经认识到地球的半径为149．7×106千米，所以罗默算出了光速大约为149.7×108米/t（时间差）=2.15×108米／秒。这个结果虽然跟现在所测光速精确值相差26%，但限于当时的实验条件，可以说已经很精确了。值得一提的是，牛顿在其所著《光学》
九江学院 Jiu jiang university 课程小论文（设计）题目：机械振动 院系：******** 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：陈冬 年级：****** 学号：***号 指导老师：**** *****年**月**号
机械振动： 机械振动在介质中的传播称为机械波（mechanical wave）。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波（例如光波）可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。关键字：波源介质横波纵波 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。横波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波。在横波中，凸起的最高处称为波峰，凹下的最低处称为波谷。
绳波是常见的横波。 纵波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波，称作纵波。质点在纵波传播时来回振动，其中质点分布最密集的地方称为密部，质点分布最稀疏的地方称为疏部。 声波是常见的纵波。 波长 沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离称作波长，常用λ表示。在横波中，波长等于“波峰-波峰”的长度或“波谷-波谷”的长度；在纵波中，波长等于“密部-密部”或“疏部-疏部”的长度。 频率与周期 波上任意一个质点完成一次全振动所需时间称为周期，常用T 表示；介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率，常用f 表示。频率是周期的倒数。 波速 波速为波长和频率的乘积（v=λf ），表示波在的传播速度。机械波在特定介质中的传播速度是固定的。 所以m k 1412.0+= λ ，则f=Hz k v )14(50+=λ (K=0,1,2,3,……) 例．一列横波沿x 轴传播，波速大于6m/s ，当位移x 1=3cm 处的 A 质点在x 轴上方最大位移处时，位于x 2=6cm 处的 B 质点恰好在平衡 位置，并且振动方向沿y 轴负方向，试求这列波的频率f. 解：
物理光学作业习题答案 第一章光波的基本性质 （1）作业习题 1、试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。 ⑴Ｅx =Ｅo sin （ωt-kz ），Ｅy =Ｅo cos （ωt-kz ） ⑵Ｅx =Ｅo cos （ωt-kz ），Ｅy =Ｅo cos （ωt-kz+4π） ⑶Ｅx =Ｅo sin （ωt-kz ），Ｅy =-Ｅo sin （ωt-kz ） 解：（1）)sin(0kz t E E x -=ω，)cos(0kz t E E y -=ω )2 cos(0π ω--=kz t E E x ，0E E E oy ox == ∴2πδ=，∴y E 超前x E 2 π ，∴为右旋圆偏振光 （2）)cos(0kz t E E x -=ω，)4 cos(0π ω+-=kz t E E y 4 π δ= ，2022E E E y x ≠+，y E 超前x E 且1== ox oy E E tg α，∴4 π α= 4 cos 2cos 22π π δαψ?=?=tg tg tg ，∴4 π ψ= ∴ 为右旋椭圆偏振光，长轴在y=x 方向上 （3）)sin(0kz t E E x -=ω，)cos(0kz t E E y --=ω )sin(0πω+-=kz t E E y ，π δ=， 0E E E oy ox == 1== ox oy E E tg α，∴4 π α= ，ππ δαψcos 2 cos 22?=?=tg tg tg ∴4 π ψ-= ∴ 为线偏振光，振动方向为y=-x 2、试证明：频率相同，振幅不同的右旋与左旋圆偏振光能合成一椭圆偏振光。
自然光、圆偏振光、部分圆偏振光的检测 首先,我们研究偏振光和非偏振光,我们都知道自然光就是我们平时所接触的大自然中的光,即太阳光,它还包括一些自然界中的一些发光体所发出的光.它是一中非单色光,具有多光谱性. 普通光源各原子发光是独立的，每个波列的振幅、相位和振动方向都是随机的，它们对其传播方向形成轴对称分布。这种大量的、平均振幅相同、振动方向任意、彼此没有固定相位关系的光振动的组合叫自然光。自然光也称非偏振光.偏振光可分为平面偏振光,线偏振光,部分偏振光.其中部分偏振光中包涵圆偏振光和椭圆偏振光.根据自然光的定义我们又可以知道部分偏振光可一看作是自然光和完全偏振光的叠加.所以我们今天研究的就是怎么来区分自然光,圆偏振光,还有部分偏振光.而且是要能在实验中所检测到的. 现在我们全面来地来讨论偏振光的检验方法。假定入射光有五种可能性，即自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。我们已看到，利用一块偏振片（或其它检偏听偏器）可以将线偏振光区分出来，但对于自然光和圆偏振光、部分偏振光和椭圆偏振光不能区分。而利用一块λ/4片可以把圆偏振光和椭圆偏振光变为线偏振光，但不能把自然光和部分偏振光变为线偏振光。把偏振片和λ/4片两者结合起来使用，就可以把上述五种光完全区分开来了。 下面我们通过下表来说明检测的方法和步骤.
第一步令入射光通过偏振片Ⅰ，改变偏振片I的透振方向P1，观察透射光强度的变化（图 3-10(a)） 观察到的现 象 有消光强度无变化强度有变化，但无消光结论线偏振自然光或圆偏振部分偏振或椭圆偏振 第二步a.令入射光依次通过λ/4片和偏振片 Ⅱ，改变偏振片Ⅱ的透镜方向P2，观 察透射光的强度变化（图3-10(b)） b.同a，只是λ/4片的光轴方向必须 与第一步中偏振片Ⅰ产生的强度极 大或极小的透振方向重合 观察到的现 象 有消光无消光有消光无消光结论圆偏振自然光椭圆偏振部分偏振 如果入射光的线偏振光，经过第一步就已经可以判断出来了，其标志是通过偏振片Ⅰ会产生消光现象。如果第一步观察结果是没有消光现象，入射光有可能是圆或椭圆偏振的。如果确实如此，我们就可能利用λ/4片把它变成线偏振光。对于椭圆偏振光来说，变成线偏振光的条件是λ/4片的光轴与椭圆的主轴平行，后者就是第一步中偏振片Ⅰ产生强度极大或极小时的透振方向（对于圆偏振光则无需此条件）。经过λ/4片是否变成线偏振光，是进一步区分椭圆偏振光和部分偏振光（或区分圆偏振光和自然光）标志，这一点通过偏振片Ⅱ就可以检验出来。 最后应当指出的是，实际上在实验室中用的偏振片和λ/4片上透光方向和光轴常常是不标明的，这就使我们在第二步判断椭圆偏振光和部分偏振光时发生困难。解决的办法留待读者在实验课中去研究。 这是检测偏振光的一般方法,下面我们看看自然光是怎么样的呢?
通过这个学期的大学物化实验,我体会颇深.首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了基本物化量的测量分析方法,基本实验仪器的使用等;其次,我已经学会了独立作实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度,认真态度和创造性的思维. 在老师的耐心讲解及细心指导下，通过本学期的物理化学实验，实验技能有显著提高，接触并掌握了很多新仪器的使用方法，学会了将课堂上的知识灵活运用到实验中去，并可以自己用所学知识来解决实验中所出现的问题，做到理论与实际紧密结合，活学活用 下面我就谈一下我在做实验时的一些技巧与方法.首先,做实验要用科学认真的态度去对待实验,认真提前预习,做好实验预习报告;第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错;第三,做实验时按步骤进行,切不可一步到位,太心急.并且一些小节之处要特别小心,若不会,可以跟其他同学一起探讨一下,把问题解决.第四,实验后数据处理一定要独立完成,莫抄其他同学的,否则,做实验就没有什么意义了,也就不会有什么收获. 在实验中，我学到很多东西，特别是在做实验报告时，因为在做数据处理时出现很多问题，如果不解决的话，将会很难的继续下去。例如：数据处理画图时，也要用软件画图，这也要求懂得excel软件的插入图表命令。还有动手这次实验，使物理化学这
门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对这门课的认识，巩固了我的理论知识。 俗话说，人有两个宝,双手和大脑。双手会做工,大脑会思考。每一个理工科大学生不一定动手操作技能水平会很高，甚至有的大学生还很低。可是通过此次物化实验，经过三位名师（韩斌、李涛和姚明明）的指导，我了解并学会了很多东西。是我认识到物理化学实验作为化学实验课程的重要分支，是与物理化学课堂理论教学相辅相成的基础实验课程。物理化学实验课的主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法，通过实验手段了解物质的物理化学性质与化学反应规律之间的关系，熟悉重要的物理化学实验技术，掌握实验数据的处理及实验结果的分析、归纳方法，加深对物理化学基本理论和概念的理解，增强解决化学实际问题的能力，为将来工作和进一步深造打下良好的专业基础。 通过做物化实验，我清楚的认识到，做事要严谨，做人应诚信。知之为知之，不知为不知。只有这样，以后走向工作岗位，才能踏踏实实，做一个堂堂正正的人。 通过做物化实验，我感觉能力的培养和训练主要表现在三个方面： （1）逻辑思维能力的增强。物理化学实验最后所得的结果往往不是直接测量的到的，而是通过理论分析，推导出一系列理论公式，再由直接测量到的物理量运算而得到的。因此，要求我们在
大学物理实验小论文 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
大学物理实验小论文 班级姓名学号 摘要：主要介绍我在本次大学物理实验中获得的知识与体会。 关键词：认识体会数据处理总结 一、对大学物理实验的认识 大学物理实验是非常重要的基础课，其目的是培养我们掌握实验的基本理论、方法和技巧；培养我们严谨的思维能力和创新精神，特别是与现代科学技术发展相适应的综合能力；培养严肃认真的工作作风和科学态度。对于我们将来独立从事实际工作是十分有必要的。 二、大学物理实验中的体会 1、养成实验前预习的好习惯。 实验时,为了在规定的时间内快速高效率地完成实验,达到良好的实验效果,需要认真地预习,才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。根据实验教材的相关内容,弄清楚所要进行的实验的总体过程,弄懂实验的目的,基本原理,了解实验所采用的方法的关键与成功之处;思考实验可能用到的相关实验仪器,对照教材所列的实验仪器,了解仪器的工作原理,性能,正确的操作步骤,特别是要注意那些可能对仪器造成损坏的事项。然后写预习报告，包括目的,原理,仪器,操作步骤等。
2、上课时认真听老师做讲解，切记老师所讲的重点内容。 记下老师实验指导的内容有助于自己实验时避免犯错及实验报告的书写。 3、大学物理实验培养了我做事的耐心与细心。 课堂操作时需要严格的遵守实验的各项原则,要将仪器放置在合理的位置,以方便使用和确保安全。读数，需要有足够的耐心和细心，尤其是对一些精度比较高的仪器，读数一定要按照正确的读数方法并且一定要细心。对于数据的记录，则要求我们要有原始的数据记录，它是记载物理实验全部操作过程的基础性资料。 4、培养自己的动手能力。 现在，大学生的动手能力越来越被人们重视，大学物理实验正好为我们提供了这一平台。每个实验我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。 三、大学物理实验数据处理 1、作图法 选取适当的自变量，通过作图可以找到反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。作图法是最常用的实验数据处理方法之一。 描绘图象的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，
论光学在天文观测方面的应用 李云天 1091850107 航天工程系空间科学与技术 一、序言 天文观测中重要手段就是天文望远镜，光学的发展则大大推动了天文望远镜的改进与发展，大大提高了人们对恒星和宇宙的研究和认识，对观测气象和准确预报天气提供了更有利的技术支持。 1609年伽利略将第一台天文望远镜指向太空，从此天文观测由肉眼观测进入到了望远镜时代，几百年来人们致力于提高望远镜的贯穿本领和分辨本领，早年犹豫折射式望远镜结构简单得到较快的发展，1897年，美国叶凯土天文台简称一架口径1.02m的折射式望远镜，是迄今为止世界上最大的折射式天文望远镜。以后由于折射望远镜对材料要求高且透镜会严重吸收紫外线光等原因，人们开始致力于发展反射式望远镜的发展。当代5m以上口径的大天文望远镜已经有十多个，且目前正在建造的望远镜，主要有欧洲南方天文台的大双筒望远镜（LBT），以及南非大望远镜（SALT）。除了传统的光学望远镜（观测波段300nm-900nm）外，还有红外望远镜（观测波段1.25um-28um）和射电望远镜（sub、 mm、cm和m波）；在空间，原则上不受波段的限制，目前已经发射的有γ射线望远镜，X射线望远镜、紫外望远镜、光学望远镜（如哈勃空间望远镜）、中红外望远镜和远红外望远镜。 二、光学天文望远镜 2.1折射式望远镜 传统的折射式望远镜大致分为两种：伽利略式和开普勒式。 ●伽利略式：以凸透镜做物镜，凹透镜做目镜。成正像，制造简单造价低廉，普通观剧镜 多采用这种光学系统。缺点是视场小、放大率小、不能在目镜端加装十字丝。目前在天文观测中不采用这种类型的望远镜。 ●开普勒式：以凸透镜做物镜，凸透镜做目镜。是将物镜所成的实像用凸透镜组 的目镜放大，获得倒像，由于其视场大，在目镜组中可以安装十字丝或动丝，天文观测中多采用此种类型的望远镜。
光学小论文：数码相机原理 照相机从胶片式的到如今的数码相机一直在不断发展走进千家万户，那么这个我们经常使用的光学仪器里有多少光学知识呢。以前我了解甚少，只隐约知道其中有很多透镜组进行成像，买相机是看着那些眼花缭乱的规格参数也是一头雾水。这学期刚刚学习了光学，我决定通过查阅一些资料运用一些学过的知识，初步了解一下照相机的内部原理。 （1）小孔成像 数码相机在基本成像原理上，与传统的胶片相机乃至相机的老祖宗均属“同宗同源”——它们所遵循的都是“小孔成像”原理。我们知道，光在同一均匀介质中、不受引力作用干扰的情况下，沿直线传播；因此它在遇到阻隔物上的孔洞时会穿过它，并能在孔后一定距离内的对应平面上投射出一个倒立的实影；只要投影面周围的环境足够暗，影像就能被人眼所观看到。 照相技术的发明者正是利用光的这一的特性与传递原理，以光子为载体，把某一瞬间被摄景物的光信息以能量方式通过设在相机上“孔洞”传递给后方的感光材料。简单地说，照相机的基本工作原理就是——将景物影像通过光线的各种传播特性准确地聚焦在具有感光能力的成像平面上，通过各种辅助手段控制光线的流量，从而获得符合用户要求的影像画面，最后通过不同的手段保存下来。在照相机上，“小孔成像”原理中的“小孔”就是大家一定不会感到陌生的“镜头”（其实更精确的描述应该是镜头内的光圈孔），而镜头后方的感光体（感光材料）便是“投影面”。 （2）镜头 “小孔成像”只能简单地“留影”，却无法便捷地控制成像大小与清晰度，这个问题可以通过使用可改变光线聚散的“透镜”来解决。为了获取清晰的成像，早在16世纪欧洲人设计的暗箱上就已经采用了透镜，照相机沿用了这一设计并将其发扬光大。所以准确地说，照相机所遵循的是——以“小孔成像”为基础的“透镜成像”原理。 相机上安装这类透镜的部分就是我们所说的“镜头”。随着技术的发展，人们发现改变被摄物体或景象的大小范围与清晰度，可通过在镜头中使用、组合不同规格的透镜并调节其位置来实现，因此镜头结构逐渐变得复杂起来。如今的照相机镜头一般都内含由好几片透镜组合而成的“复合镜组”，其中一部分用来控制成像范围（视角）与清晰范围，另一部分则