螺旋上升法案例分析課件

1、 螺旋上升法案例分析 全息術(shù)的發(fā)展目錄螺旋上升否定之否定規(guī)律案例分析全息術(shù)的發(fā)展螺旋上升的方法論意義所謂螺旋上升，是指事物的發(fā)展有一系列的循環(huán)構(gòu)成，不是平鋪直敘，而是迂回曲折的。螺旋上升過程的每一個(gè)循環(huán)都比前一個(gè)循環(huán)更高一層，更進(jìn)一步。螺旋上升法的實(shí)質(zhì)是辯證法中否定之否定規(guī)律的具體表現(xiàn)。螺旋上升示意圖 那么，什么是否定之否定規(guī)律呢？一、螺旋上升否定之否定規(guī)律它闡明了新舊事物交替中的辯證聯(lián)系，以及發(fā)展過程的波浪式前進(jìn)、螺旋式上升的性質(zhì)。否定之否定規(guī)律又稱肯定否定規(guī)律，也就是肯定與否定的對立統(tǒng)一的規(guī)律。它是從事物矛盾運(yùn)動(dòng)的方向和道路方面進(jìn)一步展開了對立統(tǒng)一規(guī)律。它指出事物發(fā)展的方向是前進(jìn)的，道路是

2、曲折的，事物的發(fā)展是前進(jìn)性和曲折性的統(tǒng)一。每一次否定都是質(zhì)變，都把事物推到新階段；每一周期都是開放的，不存在不被否定的終點(diǎn)。事物發(fā)展到否定之否定階段，經(jīng)過兩次辯證的否定，克服了前兩個(gè)階段的局限性和片面性，保留了前兩個(gè)階段的積極因素，又增加了新的內(nèi)容。它推動(dòng)著事物從低級向高級發(fā)展。上升性或前進(jìn)性，是事物發(fā)展不可逆的基本方向和趨勢。前進(jìn)性體現(xiàn)在：曲折性體現(xiàn)在：下面讓我們來看一個(gè)螺旋上升的技術(shù)的例子 全息術(shù)的發(fā)展事物經(jīng)過對立面的兩次否定、兩次轉(zhuǎn)化，就表現(xiàn)為一個(gè)周期，表現(xiàn)為仿佛是“回到出發(fā)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)”。在事物的發(fā)展中，有暫時(shí)的停頓或倒退，但是經(jīng)過曲折終將為事物的發(fā)展開辟道路。這表明事物的發(fā)展不是直線前進(jìn)

3、，而是一個(gè)不斷反復(fù)的過程。事物發(fā)展具有回復(fù)性。事物的發(fā)展是螺旋式的上升運(yùn)動(dòng)，波浪式的前進(jìn)。二、案例分析全息術(shù)的發(fā)展光波照明全息圖，由于衍射效應(yīng)能再現(xiàn)出原始物光波，該光波將產(chǎn)生包含物體全部信息的三維像。這個(gè)波前記錄和再現(xiàn)的過程就是全息術(shù)。什么是全息術(shù)全息術(shù)利用干涉原理，將物光波前以干涉條紋的形式記錄下來，由于物光波前的振幅和相位即全部信息都儲(chǔ)存在記錄介質(zhì)中，故被稱為“全息圖”。全息術(shù)示意圖全息術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可分割性全息照片的碎片仍能反映出整個(gè)物體的圖像，不會(huì)因照片的破碎而失去圖像的完整性。信息容量大全息存儲(chǔ)的存儲(chǔ)容量上限為1/ 3 ，遠(yuǎn)大于磁盤和光盤的存儲(chǔ)容量。三維立體性全息照相再現(xiàn)的圖像是三維立體的

4、，具有如同觀看真實(shí)物體一樣的立體感，這一性質(zhì)與現(xiàn)有的用偏振鏡看的立體電影有著本質(zhì)的區(qū)別。1947年，D.伽柏提出全息術(shù)的設(shè)想，意圖提高電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)。方法是完全撇開電子顯微鏡物鏡，用膠片記錄經(jīng)物體衍射的未聚焦的電子波，得到全息圖。以相干的可見光照明全息圖，衍射波將產(chǎn)生原物體放大的光學(xué)像。為檢驗(yàn)他的理論，1948年他利用水銀燈發(fā)出的可見光代替電子波，獲得了第一張全息圖及其再現(xiàn)像。由于全息術(shù)的發(fā)明，D.伽柏1971年獲得了諾貝爾物理獎(jiǎng)。20世紀(jì)50年代G.L.羅杰斯（G.L.Rogers）等科學(xué)家進(jìn)一步豐富了波前再現(xiàn)理論。全息術(shù)的誕生全息術(shù)是由匈牙利出生的英國物理學(xué)家 D伽柏(D.Gabor

5、)發(fā)明的。光波的位相信息是通過與參考光波相干涉，在記錄介質(zhì)上形成干涉圖而記錄下來的，所以要求兩束光高度相干。但在當(dāng)時(shí)的條件下，由于沒有更好的相干光源，只是采用水銀燈記錄全息信息，事實(shí)上不能制作任何有一定深度的物體的全息圖。伽柏全息圖再現(xiàn)時(shí)，在兩側(cè)同軸方向產(chǎn)生不可分離的“孿生像”。觀察者對虛像聚焦時(shí)，會(huì)看到由實(shí)像引起的離焦像；對實(shí)像聚焦時(shí)，伴隨有離焦虛像。全息圖像的成像質(zhì)量很差。由于光相干性的限制以及“孿生像”的問題，全息術(shù)研究的進(jìn)展極大受阻。大量的科學(xué)家花費(fèi)了十年的時(shí)間卻沒有使這一技術(shù)有很大進(jìn)展。面臨著巨大的障礙和僅有的一點(diǎn)結(jié)果，使它的早期研究者不得不放棄了這種光學(xué)顯示技術(shù)。 1955年以后，

6、全息術(shù)的發(fā)展陷入了休眠狀態(tài)。全息術(shù)的低谷他們借鑒雷達(dá)中的載頻技術(shù)，提出“斜參考光法”，一舉解決了“孿生像”問題，用氦氖激光器成功地拍攝了第一張實(shí)用的激光全息圖。 全息術(shù)的重生1960年，激光的出現(xiàn)為全息術(shù)的迅速發(fā)展開辟了道路。激光是一種單色性很強(qiáng)的光，是制作全息圖最理想的光源。1962年美國密執(zhí)安大學(xué)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室從事綜合孔徑天線研究的E.N.利斯（E.N.Leith）和J.烏帕特尼克斯（J.Upatnieks）發(fā)明了離軸全息術(shù)，帶動(dòng)全息術(shù)進(jìn)入了全新的發(fā)展階段。這種方法不像伽柏全息圖那樣以物體直接透射光作為參考光，而是單獨(dú)引入分離的傾斜照射的參考光波。依據(jù)這種方法采用氦氖激光器拍攝成功第一張三維物

7、體的激光投射全息圖。激光照明全息圖，可看到清晰的三維像。產(chǎn)生孿生像的衍射波在方向上分離，不再相互干擾。這樣就使得全息術(shù)成為光學(xué)領(lǐng)域中最活躍的分支之一。離軸全息術(shù)的記錄與再現(xiàn)由于脈沖紅寶石激光器可輻射持續(xù)時(shí)間很短（短到幾個(gè)納秒）的強(qiáng)脈沖激光，研究人員開始用脈沖激光全息圖記錄運(yùn)動(dòng)的物體，如飛行子彈、噴射微粒、飛蟲等，該方法后來開創(chuàng)了脈沖激光全息人物肖像的特殊應(yīng)用領(lǐng)域。1962年前蘇聯(lián)科學(xué)家U.丹尼蘇克（Denisyuk）提出了反射全息圖的方法，第一次用普通的白熾燈照明全息圖觀察到全息像。1965年，R.L.鮑威爾、K.A.斯泰特森提出全息干涉術(shù)。物體在施加應(yīng)力前后經(jīng)兩次全息曝光，再現(xiàn)的全息像上的等

8、高線顯示物體變形的狀況。全息干涉術(shù)可用于材料的無損檢測、流場分析等。彩虹全息術(shù)掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實(shí)現(xiàn)白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克（Denisyuk）的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡單、易于復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)。把彩虹全息術(shù)與當(dāng)時(shí)發(fā)展日趨成熟的全息圖模壓復(fù)制技術(shù)結(jié)合起來便形成了目前風(fēng)靡世界的全息印刷產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了全息信用卡、全息商標(biāo)、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保安防偽及裝璜裝飾的全息圖新應(yīng)用。彩虹全息術(shù)的發(fā)明真正使全息防偽成為可能。 全息術(shù)的興盛1969年，S.A.本頓（Benton）發(fā)明了

9、彩虹全息術(shù)，由于可用白光觀察全息圖，看到記錄物體的彩虹像，成為顯示全息術(shù)的重要進(jìn)展。從此全息術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，出現(xiàn)在公眾的面前。全息術(shù)的前沿激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個(gè)元件、光源和記錄介質(zhì)的相對位置嚴(yán)格保持不變。這也給全息技術(shù)的實(shí)際使用帶來了種種不便。于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄白光再現(xiàn)全息圖的可能性。它將使全息術(shù)最終走出有防震工作臺(tái)的黑暗實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入更加廣泛的實(shí)用領(lǐng)域 。白光全息術(shù)是利用白光制作全息圖，用激光或白光照明觀察再現(xiàn)，這是全息術(shù)的最高階段，至今雖有不少人做了一些初步工作，但尚未有突破性進(jìn)展。立體電影、 電視等全息顯示的普及 光全息存儲(chǔ)器有望代替現(xiàn)有存儲(chǔ)器 全息顯

10、微技術(shù)全息術(shù)的應(yīng)用及前景全息術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中已相當(dāng)廣泛，取得大量成果，并且方興未艾。例如：全息顯微攝影與全息顯示，全息干涉計(jì)量，計(jì)算機(jī)全息，模壓全息，全息存儲(chǔ)，等等?？梢栽O(shè)想，在不久的將來, 不僅以上提到的現(xiàn)階段 的各種應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步的提高和完善, 并且以下設(shè)想也將有可能 成為現(xiàn)實(shí)。 在未來的發(fā)展中，全息術(shù)將會(huì)扮演著越來越重要的角色。從長遠(yuǎn)來看, 全息術(shù)今后所帶來的 技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用是無法估量的。全息術(shù)發(fā)展帶來的啟示從全息術(shù)的發(fā)展歷史可以看出，全息術(shù)的發(fā)展是曲折的，也是前進(jìn)的。伽柏發(fā)明全息術(shù)伽柏發(fā)明了全息術(shù)，這個(gè)開創(chuàng)性的工作的意義是巨大的。但是，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的限制，沒有相干性良好的光源，也無法解決“

11、孿生像”的問題。全息術(shù)遇到了難以逾越的瓶頸。利斯和烏帕特尼克斯發(fā)明了離軸全息術(shù)，激光的出現(xiàn)為全息術(shù)的重生帶來了曙光。本頓發(fā)明了彩虹全息術(shù)。伽柏發(fā)明全息術(shù)彩虹全息術(shù)離軸全息術(shù)激光具有良好的相干性，極好地滿足了全息術(shù)對記錄光波的要求。沒有激光，就不會(huì)有全息術(shù)的再次興起。成功解決了“孿生像”問題。他們用氦氖激光器成功地拍攝了第一張實(shí)用的激光全息圖。這為全息術(shù)的發(fā)展提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。此后，全息術(shù)的發(fā)展相對順利。這是一種用激光記錄，白光照明再現(xiàn)的全息圖制作技術(shù)。彩虹全息術(shù)的出現(xiàn)，讓激光全息攝影技術(shù)和全息印刷產(chǎn)業(yè)隨之風(fēng)靡全世界。從此全息術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，出現(xiàn)在公眾的面前。全息術(shù)的研究前沿是白光全息術(shù)。不難

12、看出，全息術(shù)的發(fā)展過程是 波浪式前進(jìn)、螺旋式上升的。伽柏發(fā)明全息術(shù)白光全息術(shù)彩虹全息術(shù)離軸全息術(shù)全息術(shù)發(fā)展史這是用白光記錄和白光再現(xiàn)的全息術(shù)。由于激光記錄給全息術(shù)的實(shí)際使用帶來種種不便，于是，科學(xué)家們又回過頭來繼續(xù)探討白光記錄白光再現(xiàn)全息圖的可能性。表面上看，這似乎又回到了原點(diǎn)。當(dāng)初伽柏時(shí)期也是用白光(汞燈)記錄，白光再現(xiàn)。這正是否定之否定規(guī)律的實(shí)例， 是全息術(shù)螺旋式上升的體現(xiàn)。然而，白光全息術(shù)和伽柏時(shí)期的全息術(shù)有著本質(zhì)的區(qū)別，不論是從實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段，還是從它產(chǎn)生的效果，都是不可同日而語的。全息術(shù)的發(fā)展的螺旋上升特點(diǎn)告訴我們，技術(shù)發(fā)展的趨勢總是前進(jìn)的、上升的，技術(shù)發(fā)展過程中的挫折是暫時(shí)的，它總會(huì)重新得到重視和發(fā)展。一種技術(shù)的突破往往會(huì)帶動(dòng)其他相關(guān)技術(shù)或者行業(yè)的發(fā)展，有時(shí)候會(huì)起著關(guān)鍵性的作用。在技術(shù)發(fā)展的低谷，由于條件的限制，不可能出現(xiàn)技術(shù)的突破，我們就不應(yīng)該一意孤行，執(zhí)意研究下去；但是，我們也不能因?yàn)橐粫r(shí)條件不具備而放棄這一大有前途的技術(shù)，這樣我們在條件成熟時(shí)就會(huì)失去進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。啟示三、螺旋上升法的方法論意義任何事物，包括技術(shù)，它們的發(fā)展都是螺旋式上升的。認(rèn)識技術(shù)發(fā)展的螺旋式具有重要的方法論意義。它告訴人