利用照相機(jī)裝置探究光的衍射現(xiàn)象

遼寧石油化工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙Ⅱ題目利用照相機(jī)裝置探究光的衍射現(xiàn)象TITLEStudyingthediffractionoflightbymeansofacamera年月日總結(jié)與展望我們生活在一個(gè)充滿可能，充滿未來的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代所有的想法都不是空想。在光的世界，充滿著未知與希望，在這個(gè)日益發(fā)展的時(shí)代，光的衍射這一研究具有重要意義。本文基于目前國內(nèi)外的研究方向及進(jìn)展，系統(tǒng)的闡明了光的衍射及其應(yīng)用研究。我們利用照相機(jī)裝置通過多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比以及對不同條件下光的衍射現(xiàn)象進(jìn)行探究，從而我們得出以下結(jié)論。(1)光線的長度與景深，光強(qiáng)的大小，快門的快慢也就是曝光時(shí)間的長短有關(guān)。在控制其他影響因素不變的情況下，景深越大，光線越長，星芒現(xiàn)象越明顯；光強(qiáng)越大，光線越長，星芒現(xiàn)象越明顯；曝光時(shí)間越長，光線越長，星芒現(xiàn)象越明顯。(2)光線的條數(shù)與照相機(jī)光圈的葉片數(shù)量有關(guān)，當(dāng)光圈葉片數(shù)為偶數(shù)時(shí)，拍攝點(diǎn)光源時(shí)呈現(xiàn)出來的光芒射線數(shù)量與光圈葉片數(shù)直接對應(yīng)，當(dāng)鏡頭光圈葉片數(shù)為單數(shù)時(shí)，則會呈現(xiàn)出光圈葉片數(shù)雙倍的射線。光的衍射是一種奇妙的自然現(xiàn)象，在人們的周圍時(shí)時(shí)刻刻存在，比如在夜晚時(shí)，當(dāng)我們觀察路燈或者抬頭仰望月亮?xí)r，經(jīng)過一段時(shí)間后，會發(fā)現(xiàn)有放射性的光芒在它們中散發(fā)出來，這些就是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)我們把眼睛瞇小時(shí)，光的衍射現(xiàn)象會更明顯。人們經(jīng)過不停的鉆研和思考，已經(jīng)能夠利用不同的方法來應(yīng)用光的衍射現(xiàn)象來探究物理問題。有以下幾個(gè)應(yīng)用：(1)利用單縫衍射測量固體物件的膨脹系數(shù)。這個(gè)應(yīng)用主要是利用單縫衍射中能夠產(chǎn)生明暗條紋的原理。通過測量不同的條紋之間的距離，從而可以進(jìn)一步的計(jì)算出光透射的間隙寬度。但在金屬的例子中，隨著固體的膨脹，光的間隙會發(fā)生變化[5]。因此，通過計(jì)算單縫衍射的寬度，可以測量金屬的膨脹系數(shù)。(2)利用衍射測試涂層的粒度和粒度分布。讓光束照射一個(gè)含有涂層粉末的容器，光將被散射和衍射。利用激光衍射粒度儀和檢測設(shè)備采集各個(gè)方向的衍射光電信號，并利用建模的方法來分析實(shí)驗(yàn)，可以正確的計(jì)算出涂料粉末的粒度。同時(shí)也可以計(jì)算出懸浮液和乳化液等樣品中的粒度分布。(3)利用衍射圖樣能夠確定生物DNA結(jié)構(gòu)。利用光的衍射圖樣與障礙物之間的關(guān)系，可以研究DNA的復(fù)雜雙螺旋結(jié)構(gòu)。通過對原子晶格衍射進(jìn)行特征射線，我們可以通過不同的衍射模式推斷出原子排列的大小和順序，從而確定DNA的類型。這些技術(shù)主要應(yīng)用于化學(xué)生物領(lǐng)域。(4)利用光柵技術(shù)來分辨元素。光柵理論的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)一步研究是光衍射現(xiàn)象不斷研究和發(fā)展的結(jié)果。利用光柵衍射可以分辨出不同波長的單色光。元素和化合物的波長可以用光譜分析儀測量,通過比較衍射波的強(qiáng)度，可以計(jì)算出不同元素的含量和比例[5]。光的衍射這個(gè)課題雖然在應(yīng)用上取得了十分喜人的結(jié)果，但是這還只是一個(gè)開始，這項(xiàng)研究也永遠(yuǎn)不會結(jié)束，我們要不斷的研究理論從而指導(dǎo)實(shí)踐的進(jìn)行。如今，人們?nèi)栽诓粩嗟倪M(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究光的衍射的性質(zhì)。新的思想和新的發(fā)現(xiàn)正在遠(yuǎn)遠(yuǎn)不斷的涌現(xiàn)，這一研究具有十分巨大的潛力，更多的理論和實(shí)踐的完成還依賴于人們進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)邱勤薇.高中“物理光學(xué)”重要知識點(diǎn)的教學(xué)研究[D].蘇州大學(xué),2012.DeinegaA,ValuevI,PotapkinB,etal.Minimizinglightreflectionfromdielectrictexturedsurfaces[J].JOptSocAmAOptImageSciVis,2011,28(5):770-777.鄭光平,李銳鋒.單縫衍射測量金屬膨脹系數(shù)[J].物理實(shí)驗(yàn),2008(09):36-37.PerlEE,LinCT,McmahonWE,etal.UltrabroadbandandWide-AngleHybridAntireflectionCoatingsWithNanostructures[J].IEEEJournalofPhotovoltaics,2014,4(3):962-967.莊世龍.光的衍射現(xiàn)象的研究與應(yīng)用[D].山東省東營市勝利第一中學(xué),2018.LutomirskiRF,YuraHT.Propagationofafiniteopticalbeaminaninhomogeneousmedium[J].ApplOpt,1971,10(7):1652-1658.吳英.引入傅里葉變換在光學(xué)中的意義[J].太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,9(01):101-103.蔡艷麗.基于最短路徑射線追蹤的木材缺陷二維圖像重建研究[D].東北林業(yè)大學(xué),2015.施建花.基于Matlab的光單縫衍射的圖樣表現(xiàn)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場,2009(09):6-7.劉希,任天航,白翠琴,etal.夫瑯禾費(fèi)衍射光強(qiáng)的反常分布和Matlab模擬[J].物理實(shí)驗(yàn),2013(8):15-19.諸洪瑩.應(yīng)用遺傳算法研究用于高密度信息存儲的多元環(huán)形濾光片[D].浙江工業(yè)大學(xué),2007.韓之天,楊磊.用衍射光路分析傅利葉變換的物理意義[J].中國傳媒大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,11(3):67-74.孫毅濤.用兩種不同的分析法處理衍射問題的比較[J].沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1997(3):11-15.汪兵.衍射場強(qiáng)度的矢量圖解法[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999(2):52-54.李嵐.淺析矢量圖解法在教學(xué)中的應(yīng)用[J].電大理工,2002(4):10-11.常國立.基于機(jī)器視覺的商標(biāo)缺陷采集系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].中北大學(xué),2018.劉靜.淺談攝影中光圈和快門的使用技巧[D].科技信息,2009,163.董文曉.基于CCD相機(jī)測量的LED顯示屏亮度和色度均勻性算法研究[D].西安電子科技大學(xué),2012.陳東,張偉,吳雨生,趙建博,金征.結(jié)構(gòu)用鋸材表面質(zhì)量優(yōu)選設(shè)備的設(shè)計(jì)[J].木材加工機(jī)械,2018,29(01):37-39.經(jīng)雄達(dá).電視新聞攝像的景深控制[J].新聞傳播,2013(9):75-75.閆志紅.型鋼輪廓線結(jié)構(gòu)光檢測方法研究[D].天津大學(xué),2010.周章國.水下浮游生物圖像實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)研究[D].中國海