光学物理论文物理光学小论文
物理小论文--偏振光的产生与应用
偏振光的产生与应用班学号：张壮壮摘要：本文通过介绍几种产生偏振光的方法和技术及其原理的分析、偏振光的应用，让读者们对偏振光的产生和应用有个初步的了解。
关键词：偏振光、产生、原理、应用、尼科尔棱镜、双折射、布儒斯特定律、折射起偏、二向色性、波片、偏振片、光弹性学、光学活性物质、旋光度。
引言：近些年来，光学的应用范围急剧扩大，其中偏振光，首先在物理学领域，其次在化学与工程学领域中，作为主要的测量手段起到了重要的作用。
长期以来以结构的应力分析为中心的光弹性学一直应用于实际。
生活中偏振光的应用也不胜枚举，如可有效避免交通事故的装有偏振片的汽车车灯和前窗玻璃、液晶显示器、测定糖度的糖度计甚至我们观看的3D电影都和偏振光的应用密切相关。
正文：一、偏振光的产生：1.直线偏振光的产生A．利用晶体的双折射--尼科尔棱镜原理：一束入射光进入各向异性的媒质后，分裂成沿不同方向折射的两束光，称为双折射。
其中一束遵守折射定律，成为寻常光，简称o光，另一束不遵守折射定律，成为非寻常光，简称e光。
o光和e光都是线偏振光。
尼科尔棱镜结构如下图(1),其中AN垂直于AC,AN段为折射率介于方解石的n o和n e的透明加拿大树胶，自然光沿平行于棱边AM方向入射到第一块棱镜端面上，这时入射角为22度，进入棱镜后分为寻常光o光和非常光e光，o光以76度入射到加拿大树胶上，因入射角超过临界角度，所以发生全反射，而e光射到树胶上不发生全反射，从棱镜的另一端射出。
图(1)B．利用反射的布儒斯特定律—玻璃片堆获取线偏振光自然光射到两种媒质的分界面上，要发生反射和折射，反射光和折射光都是部分偏振光，在反射光中，垂直于入射面的光振动比较强，在折射光中，平行于入射面的光振动比较强。
如图(2)，当入射角i B满足tani B=n2/n1时，反射光中，平行于入射面的光振动消失，反射光成为振动方向垂直于入射面的线偏振光，而折射光仍为部分偏振光，此即为布儒斯特定律。
大学物理论文(波动与光学)
波动与光学（感谢老师这学期为我们的付出，敬佩老师的教学态度，经此我们学到了很多东西，真的很感谢）对于光的认识简史:光是人类和生物生存和发展所必需的，人们对于它的认识却经历了漫长而曲折的过程。
最早的人们认为光是由微粒构成的，牛顿就是微粒说的创始人和坚持者，而惠更斯明确的提出了光是一种波，直至19世纪托马斯—-菲涅耳从实验和理论上建立了光的波动理论。
但他们的认识持有机械论的观点。
19世纪中叶光的电磁理论的建立使人们对于光的认识更近一步，但关于介质的问题仍是矛盾重重，有待解决。
终于于19世纪末迈克尔逊实验及爱因斯坦的相对论得出结论：光是一种电磁波，它的传播不需要任何介质。
首先我们从简单的波动与振动讲起，这是光的波动说的理论基石。
关于振动的理论描述我们有它的简谐振动函数x=Acos(ωt+φ) A Φω是描述简谐运动的三个特征量，通过微分关系我们可以分别得到速度与加速度的公式。
由于简谐运动于匀速圆周运动有许多相似之处，所以在许多方面我们应用参考圆来研究他们的运动。
由简谐运动的动力学方程得k=mω2从这里我们可以对简谐运动下一个动力学定义：质点在与平衡位置成正比而反向的合力的作用下的运动叫简谐运动，由此还可以推出T A 的公式，对于简谐振动的能量我们经过一系列的微分与动力学方程推导我们得到机械能=势能与动能之和而他们的平均值各占一半。
而实际问题中常会遇到几个简谐运动的合成。
我们讨论同意直线相同频率的简谐运动的合成。
经过矢量图法我们可以推得A的合成与φ的函数关系公式。
波动。
一定扰动的传播称为波动。
再此主要研究机械波的一些相关性质的理论。
如声波，地震波，水波等。
虽然各类波的性质不同但他们在形式上由许多相同的特征规律。
我们所讲的简谐波的传播是需要介质的，他的传播形式都要经过介质的传播，这一点是不同于光的。
描述波的运动需要波函数，由于简谐波上的任意质元都在做简谐运动因而简谐波是有周期的，一个周期所传播的距离称为波长λ=uT波形曲线可以详细描述波的运动。
日常生活中高中光学知识的运用论文
日常生活中高中光学知识的运用论文日常生活中高中光学知识的运用论文摘要：物理知识与现实生活息息相关, 当前高中生学习物理知识, 应注重物理学的实用性特质, 不仅要掌握物理学的基本原理, 更重要的是学会利用所学知识解决实际生活中的问题。
高中物理光学知识在日常生活很多领域扮演着重要的角色, 很多实际生活中遇到的问题都能用光学原理进行解释, 本文就高中物理光学概念及其重要性进行阐述, 并着重利用光学知识解释了彩虹形成原理、海市蜃楼等一些现象的形成原理。
关键词：高中物理; 光学概念; 实际应用;在高中物理课程中, 光学是重要的学习内容之一, 其具体内容主要有折射、衍射以及激光等相关知识。
这些知识与实际生活有密切的联系, 掌握好光学知识不仅丰富了物理知识体系, 更重要的是能够将学到的知识与实际生活中的现象相联系, 解释实际生活中遇到的光学现象并加以利用, 达到学以致用的目的。
因此, 我们需要对高中物理光学在实际生活的应用进行分析。
一、物理光学概念及其重要性(一) 物理光学的概念在物理学中, 光是一种电磁波, 其传播特性与电磁波相似, 都需要通过电磁场传播。
人类的眼睛对于大部分电磁波均没有感应, 却能够感应到光产生的电磁波, 这种感应就是感光作用, 因此, 人类眼睛可以感应到的电磁波就是可见光。
光可以在多种介质中传播, 例如空气、水等, 由于传播介质不同, 光的传播速度也会有所不同, 在实际的传播过程中, 如果传播介质发生变化, 光就可能发生弯折, 不同频率的光的弯折程度也存在一定的差异。
(二) 物理光学的重要性物理是高中教学中的重要学科, 其中光学是物理学科中的重要组成部分, 与此同时, 我们在日常生活中经常接触到物理光学知识, 因此, 光学知识是高中物理学习的重点内容。
学好高中物理光学知识能够解释实际生活中遇到的光学现象, 并且可以利用这些知识解决实际生活中遇到的问题, 提高学生对物理知识的应用能力。
二、高中物理光学在实际生活的应用(一) 彩虹形成原理在我们的生活中, 雨过天晴以后经常可以看见天空中出现的彩虹, 并且在特定条件下还可能出现双彩虹、晚虹等不同形式的彩虹。
物理光学期末论文
《物理光学》课程论文题目：关于法布里-珀罗干涉仪的探究学院：专业:班级：学号：姓名：关键词：法布里-珀罗干涉仪；光学；谐振；摘要：随着激光技术的发展，光的干涉技术被应用在许多领域。
在这些应用中，能够产生良好的多光束干涉效果的法布里-珀罗干涉仪更是被广泛应用于例如激光器谐振腔、精细距离的测定、信号的检测分析，计算气体折射率等。
这些应用基本体现了法布里—珀罗干涉仪两个方面的优势，一个是干涉仪中两个平板间的多光束干涉，一个是光束透射出两个平板后的多光束干涉。
一．法布里-珀罗干涉仪的原理光学中，法布里－珀罗干涉仪是一种由两块平行的玻璃板组成的多光束干涉仪，其中两块玻璃板相对的内表面都具有高反射率。
法布里－珀罗干涉仪也经常称作法布里－珀罗谐振腔，并且当两块玻璃板间用固定长度的空心间隔物来间隔固定时，它也被称作法布里－珀罗标准具或直接简称为标准具，但这些术语在使用时并不严格区分。
这一干涉仪的特性为，当入射光的频率满足其共振条件时，其透射频谱会出现很高的峰值，对应着很高的透射率。
法布里－珀罗干涉仪这一名称来自法国物理学家夏尔·法布里和阿尔弗雷德·珀罗。
对于法布里－珀罗标准具而言，其透射率随波长的显著变化是由于两块反射板之间多重反射光的干涉。
当透射光为同相时它们有相长干涉，对应着标准具透射率的峰值；而当透射光反相时则对应着透射率的极小值。
多重反射光彼此是否同相，取决于入射光的频率、光线在标准具内传播的折射角、标准具的厚度及其所用材料的折射率。
图 1.1法布里-珀罗干涉仪简图法布里－珀罗标准具中，两束相邻的反射光之间的光程差，在不考虑相移时的相位差为：若两个表面的反射比都为，则标准具的透射率函数由下式给出其中：。
当相邻两束光之间的光程差为波长的整数倍时，透射率函数有最大值1。
在介质无吸光的情形下，标准具的反射率满足：当，也就是光程差为波长的半奇数倍时透射率函数有最小值，此时对应着反射率的最大值在透射率函数上，两个相邻的透射峰值之间的波长间隔被称作标准具的自由光谱范围（FSR），它由下式给出：其中是最近峰值的中心波长。
光学物理论文物理光学小论文
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 @.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 05Improved PO technique for the RC S computation oftargets modeled with trimmed NURBS surfacesG 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 overtrimmed sur faces is analyzed theor et ically,o n the basis of w hich the SPM G or do n algo rithm is presentedto ev aluate the P O integr al over tr immed surfaces accur ately and effectively.Co mpa red with theco nv entional method in which numer ical integ rat ions are utilized,this new algo rithm successfully av oidsthe 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 ereg ion,the time consumed by the SPM G or do n metho d is no mo re than 10percent that by theco nv entional method in most cases.Key Words: trimmed NU R BS surfaces;electromag netic scattering ;PO integ ral;SP M Go rdonalg 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.2010Vol.37 No.5仅仅将裁剪概念用于模型的消隐,并没有直接计算裁剪曲面建模目标的RCS.文献[5]提出了一种基于物理光学法的适用于计算裁剪N URBS 曲面建模的目标RCS 的方法,在计算裁剪NURBS 曲面上的物理光学积分时采用了高斯积分.高斯积分是一种数值积分,对于被积函数快速振荡的情况,所取采样点密集,计算过程所需内存多,运行时间长.尤其当面片数量很多时,其巨大的计算量是PC 机无法承担的.而采用一种快速有效的方法来计算裁剪曲面上的物理光学积分,就能够有效缩短裁剪曲面RCS 的计算时间.驻相法计算非裁剪曲面上的物理光学积分效率很高,然而对于裁剪曲面失效;Gordon 方法虽然可以直接计算裁剪曲面的有效域上的物理光学积分,但是当有效域的面积很大时,剖分的三角面片数目很多,这将导致巨大的内存需求和运算时间.因此文中综合了二者的优点,提出了SPM Gordo n 算法,用于计算裁剪曲面上的物理光学积分.在SPM Go rdon 算法中,裁剪曲面的基面上的物理光学积分采用驻相法计算,而裁去区域的物理光学积分则采用Gordon 方法计算.通过对不同的部分分别处理,避免了使用数值积分,从而大幅缩短了裁剪NU RBS 曲面的RCS 计算时间.此外,由于SPM Gordon 算法仅对裁剪曲面的被裁去区域进行三角面片剖分,三角面片总数少,有效降低了存储量.1 理论分析1 1 裁剪NU RBS 曲面结构分析一张裁剪NU RBS 曲面由一张基面和数条裁剪曲线构成.基面就是普通的未经裁剪的NURBS 曲面.所有裁剪曲线均是N URBS 曲线,这些裁剪曲线形成了裁剪曲面的内、外边界.一张裁剪曲面只有一条外边界,而可以有多条内边界.例如,一张裁剪曲面可以包含任意数目的裁剪孔洞,每个孔洞的包络线都是一条内边界.内、外边界都是闭合的,内、外边界之间的区域称为裁剪曲面的有效域,其表达式为={ (1),{ (2), , (k)}} ,(1)其中, 是裁剪曲面的有效域, (1)是外边界,{ (2), , (k)}是(k -1)条内边界.一张裁剪k l 次NURBS 曲面的参数表达式为p (u,v)=!m i=0!n j =0w i,j d i,j N k i (u)N l j (v)!m i=0!nj =0w i,j N k i (u)N l j (v) ,(2)其中,d i,j 为曲面的控制顶点,w i,j 为控制顶点对应的权因子,参数u 的序列U :u 0∀u 1∀ ∀u m+k+1和参数v 的序列V :v 0∀v 1∀ ∀v n +l+1分别称为u 向和v 向的节点矢量.u,v 参数的定义域为[0,1] [0,1]之内的一个闭合子区域,此闭合子区域由裁剪曲线定义.N k i (u)和N l j (v)分别为k 阶和l 阶规范化B 样条基函数,采用递推形式定义[7].1 2 驻相法用于裁剪曲面失效的原因分析物理光学法的核心就是曲面上物理光学积分的计算[8].计算未裁剪NU RBS 曲面上的物理光学积分可以使用驻相法,其速度快且精度高.但是对于裁剪NU RBS 曲面,如果使用驻相法计算其有效域上的物理光学积分,即只考虑位于有效域内的驻相点对积分的贡献,则会产生错误的结果.这里给出一个例子来说明其原因.裁剪部分球面的模型如图1所示,球面的球心位于坐标原点,半径为1.0m,俯仰面和方位面的张角均为90#,裁去部分是半径为0 2m 的圆柱与部分球面相交的部分.入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀ ∀180#.计算结果如图2所示,图2中实线是驻相法计算的结果,点线是Feko 软件中PO 算法的结果.由图2可以看出驻相法计算裁剪曲面上的物理光学积分是完全失效的,这是由驻相法的本质决定的.驻相法的基本原理是在驻相点以外的区域由于被积函数振荡剧烈,导致幅度变化正负相消,对于积分的贡献很小,因此可以用驻相点邻近积分的结果近似代表整个区间的积分[9].但是,这种正负抵消在上下积分限的邻域内变得无效,而裁剪曲线就是积分限之一,此时将会在裁剪曲线上出现新的驻相点.此外,裁剪曲线的存在使得原来的驻相点对积分的贡献也需要进行修正,使那些位于裁去区域的驻相点对积分仍然有一定贡献,而894 西安电子科技大学学报(自然科学版) 第37卷不能被完全被忽略掉.进一步的研究发现,驻相点的修正因子与驻相点对于裁剪曲线的相对位置、裁剪曲面的拓扑结构和边界曲线的形状均有关系.因此要推导出普适的修正因子的表达式是十分困难的.图1 裁剪部分球面图2 裁剪球面单站R CS1 3 SPM Gordon 算法的提出Go rdon 算法基于三角面片剖分,它虽然可以用来计算裁剪曲面有效域上的物理光学积分,但是当裁剪曲面数量很多并且有效域面积很大时,剖分得到的三角面片数量巨大,导致存储量大,计算时间长.在研究了驻相法和Gordon 算法的特点之后,笔者提出了一种计算裁剪曲面物理光学积分的新方法,即SPM Gordon 算法,在一定程度上保留了驻相法计算物理光学积分快速高效的优点.SPM Gordon 算法主要包含两部分的散射场计算,具体流程如下:(1)遮挡判断[10 12].为了突出重点,这里采用一种更为简单但精度稍低的遮挡判断方法,当该裁剪曲面的基面的驻相点可见时,则认为整张裁剪曲面可见;当该裁剪曲面的基面的驻相点不可见时,认为整张裁剪曲面都不可见,此时不计入裁剪曲面的散射场贡献.(2)计算裁剪NU RBS 曲面基面的散射场,这部分的物理光学积分采用传统的驻相法计算[1].(3)计算被裁剪区域的散射场,这部分的物理光学积分采用Go rdo n 方法计算[13].因为要对计算区域进行三角面片剖分,所以准确确定被裁剪区域的范围就至关重要.文中采用的方法是对裁剪曲面的基面进行等参数离散,将其划分为很多小四边形,判断每个四边形的中心是否被裁去,这等效于判断一个离散点是否位于裁剪参数曲面上.如果某个小四边形的中心位于被裁去区域,那么整个小四边形就被认为是裁去的.要注意划分的四边形数目不能太多或太少,要折中处理,否则会影响判断过程的速度或者精度.(4)计算整张裁剪N URBS 曲面的散射场,这由基面的散射场和被裁剪区域的散射场进行矢量相减得到.(5)由散射场计算RCS.图3 裁剪部分球面的单站RCS2 数值算例2 1 裁剪部分球面利用图1所示模型,分别采用SPM Gordon 算法、Go rdon 算法以及商业软件Feko 中的PO 算法计算了模型的单站RCS,结果如图3所示.图中实线是SPM Gordon 算法的结果,虚线是Gor don 算法的结果,点线则是Feko 中PO 算法的结果,可见3条曲线吻合良好,从而证明了SPMGo rdon 算法计算裁剪曲面RCS 的有效性.2 2 裁剪部分锥面对于如图4所示的部分锥面,其下底面中心位于坐标原点,圆心角 =90#,高度为1.0m,上底半径为0 5m,下底895第5期 关 莹等:适用于裁剪N U RBS 曲面RCS 预估的改进的物理光学法半径为1.0m.裁去区域为边长0 4m的立方体与部分锥面相交的部分.入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀∀150#.其单站RCS如图5所示,实线为SPM Gordon算法的结果,虚线为Go rdon算法的结果,点线为Feko中PO算法的结果,可见3条曲线吻合良好,从而验证了SPM Gordon算法的有效性.图4 裁剪部分锥面图5 裁剪部分锥面的单站RCS2 3 裁剪球面与球面组合模型如图6所示,其中裁剪部分球面与例2 1中的模型相似,所不同的是裁去部分是边长为0 8m的立方体与球面相交的部分,而部分球面则是由裁剪部分球面的基面复制平移得到的,两球面间距为1.0m,入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀∀180#.由于模型较为复杂,使用Gordon算法计算耗时过长,所以此处仅采用SPM Go rdon算法与仿真软件结果进行对比.模型的单站RCS的计算结果如图7所示,其中实线是SPM Gordon算法的结果,点线是Feko中PO算法的结果,可见两条曲线吻合良好,从而验证了SPM Gordon算法的有效性.图6 裁剪球面与球面组合图7 裁剪球面与球面组合模型的单站RCS2 4 计算时间对比一般来说,在计算物理光学积分时Gordon算法的计算速度优于数值积分[13].为了说明SPM Gordon算法的速度优势,借助于英特尔酷睿2双核处理器,主频为3 0GH z,内存为2GB的PC.表1中给出分别采用SPM Gordo n算法和Gordo n算法计算算例2 1和2 2的时间对比.其中Gordon算法对整个裁剪曲面的有效域进行剖分,剖分三角面片的边长为半个波长;SPM Gor don算法仅对裁剪曲面的被裁去区域进行剖分,剖分三角面片的边长上限为半个波长,其驻相点的搜索采用共轭梯度法.由表1中可以看出,对于文中算例, SPM Gordon算法消耗的时间远远小于Gor don算法.笔者计算了大量模型,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,在同等结果精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPM Go rdon算法计算RCS所需的时间仅仅为Gordon方法的10%以下,当裁剪曲面数量很多时,这种速度优势将更加明显.896西安电子科技大学学报(自然科学版) 第37卷表1 两种方法的计算时间对比算法例2 1需要的时间/s 例2 2需要的时间/s SPM Gor do n 2 23 4Go rdon406 8103 6 与计算裁剪NURBS 曲面RCS 的传统数值方法相比,SPM Gordon 算法在计算时间方面具有明显的优势,但是其遮挡判断过程比较复杂,存在很多种不同的遮挡情况.对于实际的舰船等电大目标,裁剪NURBS 曲面片数量巨大,如何进行准确快速的遮挡判断还需要进行进一步的研究.3 结束语提出了SPM Gordon 算法来快速高效地计算基于裁剪NU RBS 曲面建模的电大目标的RCS.该方法避免了耗时的数值积分,同时消除了驻相法和Gordon 算法用于计算裁剪NU RBS 曲面RCS 时的缺陷.数值结果验证了该方法的正确性和高效性.下一步的工作为计入裁剪NURBS 曲面内、外边界的绕射效应,对物理光学法的结果进行修正.参考文献:[1]P r ez J,C tedra M F.A pplication of P hysical O pt ics to the R CS Comput at ion of Bodies M odeled w ith N U RBS Surfaces [J].IEEE T rans on A ntennas Pro pag ,1994,42(10):1404 1411.[2]Serim H A,Er g in A A.Co mputation o f t he Phy sical Optics Integr al on NU RBS Sur faces U sing a Radon T ransfor m Interpretat ion [J].IEEE Antennas W ireless P ro pag Lett,2008(7):70 73.[3]Bo urlier C,P ouliguen P.U seful A naly tical F or mulae for Near Field M onostatic Radar Cr oss Sectio n U nder the Physical O ptics:Far Field Cr iterion [J].IEEE T rans on Antennas P ro pag ,2009,57(1):205 214.[4]M o schov itis C G,Ka rakatselos K T ,P apkelis E G,et al.Scatter ing of Electro magnetic Wav es Fr om a R ectangular PlateU sing an Enhanced Statio nar y Phase M ethod A ppro x imatio n [J].IEEE T r ans o n Antennas P ro pag ,2010,58(1):233 238.[5]Ro edder J M.CA DDSCAT V er sion 2 3:a H ig h Fr equency Physical O ptics Co de M o dified for T r immed IGES B Spline Surfaces [J].IEEE A ntennas Pr opag M ag ,1999,41(3):69 80.[6]王超,殷红成,黄培康.基于T rimmed N U RBS 曲面的目标的RCS 计算[J].系统工程与电子技术,2006,28(10):1463 1467.Wang Chao ,Y in H ongcheng ,H uang P eikang.RCS Co mputatio n o f Com plex T ar gets Based o n T r immed N U RBSSurfaces [J].Sy stems Eng ineer ing and Elect ronics,2006,28(10):1463 1467.[7]Cox M G.T he N umer ical Evaluation of B Splines [J].J Inst M ath A ppl,1972,10(2):134 149.[8]刘英,赵维江,龚书喜.计算物理光学积分的几种数值方法的分析[J].西安电子科技大学学报,2001,28(4):542 545.L iu Ying ,Zhao Weijiang,Gong Shux i.A n A nalysis o f Numer ical M et ho ds fo r Physical Optics Integ ral [J].Jo ur na l o f Xidian U niv er sity ,2001,28(4):542 545.[9]V an K ampen N G.T he M etho d o f Stat ionary Phase and the M ethod o f Fresnel Zo nes [J].Physica XXI V Zer nike Issue,1958,24(1 5):437 444.[10]陈铭,张玉,王楠,等.基于N U RBS 建模技术的物理光学方法的遮挡判断[J].西安电子科技大学学报,2006,33(3):430 432.Chen M ing ,Zhang Yu,W ang N an,et al.Study o f the Shado wing T echnique in the NU R BS PO M etho d [J].Journal o f Xidian U niv er sity ,2006,33(3):430 432.[11]Zha F T ,G ong S X,Xu Y X,et al.Fast Shado wing T echnique fo r Electr ically L ar ge T a rgets U sing Z Buffer [J].J o fElectr omag n W aves and A ppl,2009(23):341 349.[12]Xu Y X,G uan Y ,Cha F T ,et al.A nalysis of Shado wing Pr ocessing T echnique Based o n M o deling U sing N U RBS [J].P rog ress In Electro magnetics Resear ch,2009(89):325 338.[13]Go rdon W B.Fa r F ield A pprox imations to the Kirchho ff Helmholt z Representat ions o f Scattered F ields [J].IEEE T ranson A nt ennas Pro pag ,1975,23(7):590 592.(编辑:齐淑娟) 897第5期 关 莹等:适用于裁剪N U RBS 曲面RCS 预估的改进的物理光学法。
光学的基本原理及应用论文
光学的基本原理及应用1. 光学的基本原理1.1 光的性质•光是一种电磁波，具有波粒二象性。
•光的频率和波长决定了光的能量和颜色。
•光在介质中传播时会发生折射和反射。
1.2 光的传播模型•光的传播遵循直线传播的几何光学模型。
•光的传播速度在真空中为光速，而在介质中会因折射而减速。
•光的传播路径可以由光线进行描述。
1.3 光的干涉与衍射•光的干涉是指光波叠加到一起形成明暗相间的干涉条纹。
•光的衍射是指光波经过一个较小的孔或缝时发生弯曲并散射到周围区域。
2. 光学的应用领域2.1 光纤通信•光纤通信利用光信号在光纤中的传输来实现信息传输。
•光纤通信具有高带宽、低损耗和抗干扰等优点，广泛应用于长距离和高速通信领域。
2.2 光电子学•光电子学是将光和电子技术相结合的学科。
•光电子学应用于摄像机、激光器、光电传感器等领域。
2.3 光学显微镜•光学显微镜利用光学原理对微小物体进行放大观察。
•光学显微镜广泛应用于生物学、医学等领域。
2.4 光刻技术•光刻技术通过对光敏材料进行曝光和显影来制作微纳米级的器件。
•光刻技术在集成电路制造、光学器件制造等领域具有重要应用。
2.5 光学测量技术•光学测量技术通过利用光的干涉、衍射等原理实现对物体形状、位移、表面质量等参数的测量。
•光学测量技术在制造业、精密测量等领域具有广泛应用。
3. 结论光学作为物理学的重要分支，研究了光的性质、传播模型以及干涉、衍射等现象。
在实际应用中，光学在光纤通信、光电子学、显微镜等领域发挥着重要作用。
此外，光刻技术和光学测量技术也是光学的重要应用方向。
通过对光学的研究和应用，我们能更好地理解光的行为和光与物质的相互作用，为科学研究和技术发展提供了重要支持。
以上是光学的基本原理及应用的简要介绍，希望对您有所帮助。
大学物理论文之光学论文
大学物理论文——光干涉的应用：全息照相技术班级：姓名：学号：我们了解光的干涉无处而不在，如在日光照射下，肥皂泡的薄层色及昆虫翅膀上的彩色便是最明显的例子，还有我们实验接触的播磨干涉实验，杨氏双缝实验等等，让我们对光的干涉有了些深入的了解。
其实在它的实际应用岂不更让人意想不到。
光的干涉最要的前提条件就是：必须满足传播方向相同、初相位恒定、频率相同。
对于光干涉最开始的意愿是为了测单色光的波长，然而现在我们熟悉的照相机便也运用了光的干涉，普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体，让从物体上反射的光进入镜头，在感光底片上产生物体的像。
感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。
对于利用的光的干涉原理制作的全息照相技术定然是未来的主流，那么首先了解下什么事全息照相！全息照相就是一种不用透镜而能记录和再现物体的三维(立体)图象的照相方法。
它是能够把来自物体的光波波阵面的振幅和相位的信息记录下来，又能在需要时再现出这种光波的一种技术。
全息照相原理：光波是一种电磁波，它在传插中带有振幅和相位的信息。
普通照相是用感光材料(如照相底片)作记录介质，用透镜成象系统（如照相机）使物体在感光材料上成象。
它所记录的只是来自物体的光波的强度分布图象，即振幅的信息，而不包括相位的信息。
因此普通照相只能摄取二维(平面)图象。
为要同时记录光波的振幅和相位的信息，可借助于一束相干的参考光，利用物光和参考光的光程差，以确定两束光波之间的相位差。
因此借助参考光,便可记录来自物体的光波的振幅和相位的信息。
全息照相记录过程：在典型的离轴型全息照相的光路布局中（原理图），由激光器发出的光束被分光镜B分成两束光，一束经反射镜M 反射后直接投射于全息底片H(―种高分辨率的感光材料)，称为参考光；另一束则照射物体，从物体反射(或透射）的光，称为物光。
物光和参考光在全息底片上相互干涉的结果，构成一幅非常复杂而又精细的干涉条纹图，这些干涉条纹以其反差和位置的变化，记录了物光的振幅和相位的信息。
物理光现象的1500论文
物理光现象的1500论文【摘要】对于光的本性的认识，多年来始终存在着激烈的争论，本文试图从微粒说的角度来简要的探讨一下光的本性，希望与广大同行共勉。
【关键词】光、本性、微粒许多学者在解释一些现象如干涉和衍射时人们就用波动说去解释，而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明。
这种既是微粒又是波的存在，观念上确实叫人们不容易接受，其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。
假设有一个光源S1，在S1前放置一块屏幕，从S1发出的光(光子)会将整个屏幕均匀的照亮。
我们知道，屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。
严格地说，屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。
但这种变化决不是机率问题。
证明如下:把S1放在一个半径为R1的球的中心，假设S1在单位时间里发射出N个光子则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4R12，如果把球的半径由R1变为R2(R2>R1)，则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22，由于R2大于R1，所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。
这就是为什么屏幕上的亮度。
在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环，而在平行两个光源的平面上，则出现了明暗相间的条纹，这就是人们所说的光的干涉条纹。
因为干涉现象是波动的最主要特征，所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。
我们知道机械波是振动在媒质中的传播，当有两列相干波源存在时，媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。
当到达这一点的两列波的相位相同时，则在这一点上的振幅最大，如果两列波的相位相差180??0?时，则振动的振幅相互抵消，这样就形成了有规则的干涉条纹。
经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的，而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的，这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。
量子力学在解释干涉条纹时则采用的是机率波的方法，认为亮的地方是光子出现机率多的地方，暗的地方则是光子出现机率少的地方。
几个物理光学实验的改进与设计论文
几个物理光学实验的改进与设计论文高二物理光学部分，理论性强、内容抽象。
在教学中，做好实验能提高教学效果。
这里，我们改进、设计了几个实验，供大家参考。
通常做双缝干涉演示实验有两种方法，其一是采用激光光学演示仪，使激光束透过双缝，在光屏上观察单色光的干涉条纹；其二是采用光的干涉衍射偏振演示仪，使白光或者单色光依次透过单缝、双缝，然后经观察筒来观察干涉条纹。
两种方法都必须在较暗的教室里实验，所形成的双缝干涉条纹都较小且暗淡，教室里的大部分学生，只有靠近装置才能观察到装置和条纹。
为此，我们设计了用多媒体手段观察双缝干涉条纹实验，即用视频展示台拍摄条纹，用电视机或投影机播放，取得了较好的实验和教学效果。
装置的组合方法为：在光具座上，依次通过插杆放置灯泡、装有单缝的短圆筒、装有双缝的长圆筒，长、短圆筒套接为一体。
展示台的摄像头对准长圆筒的末端，展示台的视频输出传至电视机。
装置的调整分三步。
一是调整灯泡、单缝、双缝的位置，使三者等高共线。
二是调间距，即灯泡与单缝相距10cm，长圆筒末端与摄像头间距20cm。
三是摄像头的拍摄方位与焦距调整。
应先调焦至广角，以便能在电视机屏上观察到灯泡灯光透过单、双缝后形成的亮斑的图象。
然后逐步调焦放大图像，并微调拍摄方位，使亮斑变为干涉图样，且始终居于机屏的中央，直至彩色条纹达七条以上，并且亮度较大为止。
本演示实验的优越之处有三点：①能让教室的每位学生，观察白光的双缝干涉形成的放大的清晰的彩色条纹。
②在单缝前分别套上绿色、红色滤光头，观察和比较相同物理条件下形成的绿条纹和红条纹的间距差异，红纹间距略大，直观地说明红光比绿光的波长大。
③利用展示台电视机展示细小的单缝、双缝及组合装置，使学生对实验装置有清楚的了解。
此实验在湖北省物理教研会xx年年会上展示，赢得了与会专家一致好评。
在光的干涉衍射教学中，让学生在课堂上都动手操作观察到实验现象，无疑会收到良好的教学效果。
通过自制和组织教具，不难实现下述两个随堂实验。
大学物理光学论文3000字范文
大学物理光学论文范文引言光学是一门研究光的性质、光的传播以及与物质相互作用的学科。
在大学物理教育中，光学是一个重要的研究领域，涉及到光的直线传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
本文对光的干涉现象进行了深入探讨，通过实验验证了干涉现象与波的性质和光程差的关系。
实验方法实验材料1.激光器2.平面玻璃板3.透明薄膜4.透镜5.直尺6.磁铁7.实验台实验步骤1.在实验台上固定一块平面玻璃板，确保其水平。
2.将透明薄膜放置在玻璃板上，并利用磁铁将其固定在一侧。
3.将激光器调整到合适的位置和角度，使其发出一束平行光。
4.将透镜放置在激光器发出的光束前方，调整透镜位置，使光线在透镜表面相交并汇聚到一点。
5.将透镜后方的光线分成两束，一束经过透镜并经过薄膜射到玻璃板上，另一束直接射到玻璃板上。
6.观察玻璃板上的干涉条纹，并测量不同对称中心到两侧条纹的距离。
实验结果与讨论实验结果表明，通过透明薄膜干涉实验可以观察到明亮和暗淡的干涉条纹。
我们测量了不同对称中心到两侧条纹的距离，并记录了对应的数据。
我们首先观察到了明亮的干涉条纹，这是由不同光线相位差构成的。
当两束光线相位差为$\\frac{\\lambda}{2}$时，光线会加强干涉，形成亮纹。
而当两束光线相位差为$\\lambda$时，光线会减弱干涉，形成暗纹。
通过测量不同干涉条纹之间的距离，我们可以计算出光程差和波长之间的关系。
根据理论推导，两束光线的光程差与干涉条纹之间的距离d的关系可以表示为：$$\\Delta L = d \\cdot \\sin(\\theta)$$其中，$\\Delta L$表示光程差，d表示干涉条纹之间的距离，$\\theta$表示两束光线的夹角。
通过测量不同干涉条纹之间的距离d，我们可以使用上述公式计算出相应的光程差$\\Delta L$。
结论本实验通过透明薄膜干涉实验，观察并验证了光的干涉现象与波的性质和光程差之间的关系。
通过测量不同干涉条纹之间的距离，我们可以计算出相应的光程差，并验证了实验结果与理论推导的一致性。
【优质】光学的论文-word范文模板 (14页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==光学的论文篇一：光学设计论文第一章前言随着光学设计的发展，光学仪器已经普遍应用在社会的各个领域。
光学仪器的核心部分是光学系统。
光学系统成像质量的好坏决定着光学仪器整体质量的好坏。
然而，一个高质量的成像光学系统要靠良好的光学设计去完成。
光学设计的理论和方法也在发生着日新月异的变化。
光学是研究光的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。
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。
光的本性也是光学研究的重要课题。
微粒说把光看成是由微粒组成，认为这些微粒按力学规律沿直线飞行，因此光具有直线传播的性质。
我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。
所谓光学系统设计即设计出系统的性能参数、外形尺寸、和各光组的结构等，大体上分为两个阶段，第一阶段为“初步设计”或者“外形尺寸设计”，即根据仪器总体的设计要求，从仪器总体出发，拟定出光学系统的原理图，并初步计算系统的外形尺寸，以及系统中各部分要求的光学特性。
第二阶段称为“像差设计”，一般称为“光学设计”，即根据初步设计的结果，确定每个透镜的具体结构参数，以保证满足系统光学特性和成型质量成像质量的要求。
一个光学仪器工作性能的优劣，初步设计是关键，当然在初步设计合理的条件下，如果像差设计不当，同样也可能造成不良后果。
一个好的设计应该是在满足使用要求的情况下，结构设计最简单的系统。
光学设计是20世纪发展起来的一门学科，至今已经经历了一个漫长的过程。
光学系统设计的具体过程：制定合理的技术参数，光学系统总体设计和布局，光组的设计（包括选型，初始结构的计算，像差校正、平衡与像质评价），长光路的拼接与统算，绘制光学系统图、部件图和零件图，编写设计说明书，进行技术答辩。
初中物理光学论文800字
初中物理光学论文800字TAGS：初中有关紫外线皮肤细胞波长发生黑色地区人如题，关于声、光、电、热的各一篇，谢谢为什么紫外线可以杀菌紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线，依据不同的波长范围，被割分为a、b、c三种波段，其中的c波段紫外线波长在240一260nm 之间，为最有效的杀菌波段，波段中之波长最强点是253.7nm。
现代紫外线消毒技术是基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上，利用特殊设计的高效率，高强度和长寿命的c波段紫外光发生装置，产生的强紫外c光照射水、空气、物体表面，当水、空气、物体表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外c光辐射后，其细胞中的dna结构受到破坏，从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭细菌、病毒，以及其它致病体，达到消毒和净化的目的。
为什么要防紫外线近年来，由于大量的氟利昂等含卤素化合物滞留在地球上空，被紫外线分解形成活性氯，进而与臭氧发生连锁化学反应，使臭氧层遭到破坏，使短波紫外线有可能到达地面。
紫外线对人体长期照射，会给人体带来各种不同程度的伤害，如使白内障的病人人数增加、人的免疫功能下降、阻碍植物和海水动物的成长发育等等，为此人们开发了一种防紫外线穿透的纤维，俗称：“防紫外线纤维”，用这种纤维织造出的面料具有防紫外线效果，该面料对夏天野外作业时间长的人员，如军人、交通警察、地质人员、建筑工人等等穿上这种面料制成的衣物，就可以防紫外线穿透。
用防紫外线纤维制作的汽车内装饰布可减轻褪色，延长因紫外线照射而引起老化的时间。
紫外线的危害人们知道，紫外线直接照射皮肤，除有杀菌作用外，还具有调整和改善神经、内分泌、消化、循环、呼吸、血液、免疫系统以及促进维生素D生成的功能。
但是，近年来人们逐渐认识到，过量的紫外线引起光化学反应，可使人体机能发生一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害。
近年来在美国、加拿大、澳大利亚等国及我国一些城市，已开始发布紫外线指数预报，以提醒公众采取相应的防护措施。
物理科学小论文200字
物理科学小论文3篇（一）在我们身边无处不在，地球所有动植物时时刻刻都需要的物品，那就是光，而光，它是一种能量的传播方式，太阳又是这种传播方式的源头，地球与这个光源尽管相距149597870千米，但却片刻都离不开它。
地球上的植物需要光合作用来给人类等生物提供氧气，人们也需要光来照亮大地，这些总是紧密相连在一起的。
所以，让我们通过实验一起来了解一下光的原理吧。
今天，上科学课时，老师向我们大致讲解了一下光的传播和它对地球巨大的作用，为了让我们有更直观的感受，他决定让我们通过做实验来自己亲手发现。
首先，老师先让我们拿出几张纸，在纸的正中央打了一个小洞，再把一张一张的纸竖着一个个直线排列着，然后拿出手电筒，现在到了最重要的时刻，我把手电筒打开直接照着纸上的小孔，果然光线瞬间笔直地穿过了所有纸张的小孔，照在了洁白的墙上，这也说明了光是沿直线传播的，并且老师告诉我们光的速度是每秒30万公里的速度，所以尽管我们和太阳相隔遥远，但是还是能够每天享受到光照。
光还有其他折射和反射等现象的存在。
而雨后美丽的彩虹就是光学现象的一种，是由空气中的小水滴折射及反射光而形成的拱形的七彩光谱，这个我们通过了做三棱镜的实验来验证，我们首先把一块三棱镜摆放好，再用光束对准，然后就可以看到光束发出一圈圈光纹，而这就是彩虹的颜色——赤橙黄绿青蓝紫。
光，既然能在空气中传播，当然也能在水中传播，比如，海里的水藻也要在水中释放氧气给海洋生物，当然也需要光合作用，由此可见，光也是能进入水里的。
现在的科技日新月异，很多旧能源逐渐枯竭，人们渐渐开始关注开发新能源，而这无处不在的光能，给了科学家们更多的可能性。
新研发的太阳能，使得环境更环保，同学们，你们知道吗？光能是怎样转换成电能的，就让我来简单介绍一下吧。
当阳光照射下来，原子周围的电子吸收光能，再转换动能，最后转换为内能，就是利用这一个化学反应，产生了电。
光在给我们带来无数好处的同时也会伤害我们。
物理光学论文
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。
2.2反射式望远镜反射式望远镜的物镜是反射镜，为了消除镜子的像差，一般物镜做成抛物面镜或双曲面镜。
初中物理实验科技小论文4
科技小论文
物理知识趣味无穷，我学了光学知识后的一点介解。
简单照相机
照相机的工作原理，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。
下面将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传播及透镜成像原理。
下面叙述几何光学的几个基本定律——光线的传播规律：
(1)光的直线传播定律光在均匀介质中，是沿着直线传播的，即在均匀介质中光线为一直线。
光的直线传播现象在日常生活中随时随地可以见到，如物体被光照射而成影，小孔成像等。
光的直线传播引出了光线这个概念。
(2)光的独立传播定律光的传播是独立的，当不同光线从不同方向通过介质某一点时，彼此互不影响。
当两支光线会聚于空间某一点时，它的作用为简单的叠加。
光线的这一性质，使被拍摄物体各点的光互不影响地进入照相镜头，在成像面上成像。
照相机就根据这一原理制成的。
初二物理小论文〔优选9篇〕
初二物理小论文1. 《力与运动的关系》本文通过实验和理论分析，探讨了力与运动之间的关系。
作者通过一系列实验，验证了牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
同时，作者还讨论了摩擦力、重力等力对物体运动的影响。
2. 《能量守恒定律的应用》能量守恒定律是物理学的基本原理之一。
本文以实例为载体，介绍了能量守恒定律在生活中的应用，如机械能守恒、热能守恒等。
通过分析这些实例，作者加深了同学们对能量守恒定律的理解。
3. 《光学现象解析》光学是物理学的一个重要分支，本文以生活中的光学现象为切入点，如折射、反射、透镜成像等，对光学现象进行了详细解析。
作者通过实验和理论分析，帮助同学们更好地理解光学原理。
4. 《电学基础》电学是现代科技的基础，本文从电荷、电流、电压等基本概念入手，介绍了电学的基本原理。
通过实验和实例，作者让同学们了解了电学在生活中的应用，如电路、电磁感应等。
5. 《热学探究》热学是研究热现象的学科，本文从热传递、热力学第一定律等基本概念入手，探讨了热学的基本原理。
通过实验和实例，作者让同学们了解了热学在生活中的应用，如保温、散热等。
6. 《力学中的压强与浮力》压强和浮力是力学中的基本概念，本文通过实验和理论分析，探讨了压强和浮力的关系。
作者以实例为载体，让同学们了解了压强和浮力在生活中的应用，如潜水、气球等。
7. 《声音的传播与特性》声音是物理学中的一种波动现象，本文从声音的传播、特性等基本概念入手，探讨了声音的基本原理。
通过实验和实例，作者让同学们了解了声音在生活中的应用，如乐器、通信等。
8. 《磁学初步》磁学是物理学的一个重要分支，本文从磁场的概念、磁力线的分布等基本概念入手，介绍了磁学的基本原理。
通过实验和实例，作者让同学们了解了磁学在生活中的应用，如磁铁、电磁感应等。
9. 《物理与生活》本文从多个角度探讨了物理与生活的关系，如物理在科技、医疗、环保等领域的应用。
通过实例和实验，作者让同学们了解了物理在提高生活质量、解决现实问题方面的重要性。
大学光学小论文
大学光学小论文随着社会的不断进步，人民对提高生活质量的需求，尤其是对视力保健的关注度越来越高。
统计数据表明，中国在校小学生佩戴眼镜的人数比例达到30％，中学生为50％，而大学生则达到了75％，成为名符其实的眼镜王国”。
一、应社会需求发展起来的新学科1988年，中国计量科学研究院(以下简称“计量院”)组织了新中国成立以来首次、也是北京市第一次眼镜市场的产品质量调查。
根据英国标准化协会(BSI)的标准，京城20多家大眼镜店被抽查的上千副眼镜的质量合格率不足10％。
为此，我国著名光学专家王大珩院士率先向社会发出呼吁：眼镜是保健用品，不是一般的商品，全社会都应陔关注消费者的视力健康!一些政协委员和人大代表电纷纷提出提案，建议国家有关部门对眼镜行业进行治理和整顿。
眼镜质量问题引起了原国家技术监督局的高度重况和关注．眼镜立即在“质量万里行”活动中被列为重点监督的产品。
计量院正是从这时开始涉足眼科光学领计量和检测标准的研究的。
近20年过去了，具有中国旖色的眼科光学计量取得了长足的发展和进步。
二、眼科光学与相关产业密切结合、与其他学科相巨交叉眼科光学是集眼科学、计量学、光学和光学仪器、验光学、眼镜学、像质评价技术、光电检测技术、光谱光度学、神经学、生物学、材料学、制造工艺等为一体的新兴的边缘学科。
眼科光学计量是眼科诊断、治疗、视力矫正和眼保健的基础保证。
根据国际标准化组织(ISO)的专业划分，至少有五大产业领域与眼科光学密切相关，它们是眼镜镜片、眼科仪器、角膜接触镜、人工晶体和个体眼部防护用品。
由此可见，眼科光学又是医疗卫生、眼镜行业和光学工业的结合体。
三、具有中国特色的眼科光学计量体系根据日益增长的国际市场和贸易全球化的需要，20世纪80年代中期，ISO在IS0C172“光学和光子学”标准化技术委员会下面设立了SC7“眼科光学和仪器”标准化分技术委员会。
由于信息不畅以及行业划分的制约，中国的眼科光学计量研究与国际IS0C172，sC7的建立虽然同步，却又毫不相干。
初二物理论文光学600字
初二物理论文光学600字物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然科学认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。
随着科学技术的发展，社会的进步，物理已渗透到人类生活的各个领域。
在汽车上，驾驶室外面的观后镜是一个凸面镜利用凸面镜对光线的发散作用和成正立，缩小的虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。
汽车头灯里的反射镜是一个凹面镜。
它是利用凹面镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。
轿车上装有太阳膜，行人很难看清车中人的面孔，太阳膜能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。
要看清乘客的面孔，必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。
由于车内光线较弱，没有足够的光透出来，所以很难看清乘客的面孔。
当汽车的前窗玻璃倾斜时，反射成的像在过的前上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。
大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，及时前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度上，所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混淆。
人们利用凸透镜成像的原理，在投影机的镜头上装了一块凸透镜，让原本很小的底片一下子变大了许多，让我们看着很方便。
照相机的镜头也是用一个凸透镜，人们通过调节暗箱的长度，来控制照的范围的大小，使我们的生活更加的多姿多彩。
现在，人类所有令人惊叹的科学技术成就，如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等，无不是建立在早期的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的，在学习中，同学们要树立科学意识，大处着眼、小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式，不久你就会拥有科学家的头脑，为自己今后惊叹不已的发展，为今后美好的甚或打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 @.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 05Improved PO technique for the RC S computation oftargets modeled with trimmed NURBS surfacesG 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 overtrimmed sur faces is analyzed theor et ically,o n the basis of w hich the SPM G or do n algo rithm is presentedto ev aluate the P O integr al over tr immed surfaces accur ately and effectively.Co mpa red with theco nv entional method in which numer ical integ rat ions are utilized,this new algo rithm successfully av oidsthe 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 ereg ion,the time consumed by the SPM G or do n metho d is no mo re than 10percent that by theco nv entional method in most cases.Key Words: trimmed NU R BS surfaces;electromag netic scattering ;PO integ ral;SP M Go rdonalg 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.2010Vol.37 No.5仅仅将裁剪概念用于模型的消隐,并没有直接计算裁剪曲面建模目标的RCS.文献[5]提出了一种基于物理光学法的适用于计算裁剪N URBS 曲面建模的目标RCS 的方法,在计算裁剪NURBS 曲面上的物理光学积分时采用了高斯积分.高斯积分是一种数值积分,对于被积函数快速振荡的情况,所取采样点密集,计算过程所需内存多,运行时间长.尤其当面片数量很多时,其巨大的计算量是PC 机无法承担的.而采用一种快速有效的方法来计算裁剪曲面上的物理光学积分,就能够有效缩短裁剪曲面RCS 的计算时间.驻相法计算非裁剪曲面上的物理光学积分效率很高,然而对于裁剪曲面失效;Gordon 方法虽然可以直接计算裁剪曲面的有效域上的物理光学积分,但是当有效域的面积很大时,剖分的三角面片数目很多,这将导致巨大的内存需求和运算时间.因此文中综合了二者的优点,提出了SPM Gordo n 算法,用于计算裁剪曲面上的物理光学积分.在SPM Go rdon 算法中,裁剪曲面的基面上的物理光学积分采用驻相法计算,而裁去区域的物理光学积分则采用Gordon 方法计算.通过对不同的部分分别处理,避免了使用数值积分,从而大幅缩短了裁剪NU RBS 曲面的RCS 计算时间.此外,由于SPM Gordon 算法仅对裁剪曲面的被裁去区域进行三角面片剖分,三角面片总数少,有效降低了存储量.1 理论分析1 1 裁剪NU RBS 曲面结构分析一张裁剪NU RBS 曲面由一张基面和数条裁剪曲线构成.基面就是普通的未经裁剪的NURBS 曲面.所有裁剪曲线均是N URBS 曲线,这些裁剪曲线形成了裁剪曲面的内、外边界.一张裁剪曲面只有一条外边界,而可以有多条内边界.例如,一张裁剪曲面可以包含任意数目的裁剪孔洞,每个孔洞的包络线都是一条内边界.内、外边界都是闭合的,内、外边界之间的区域称为裁剪曲面的有效域,其表达式为={ (1),{ (2), , (k)}} ,(1)其中, 是裁剪曲面的有效域, (1)是外边界,{ (2), , (k)}是(k -1)条内边界.一张裁剪k l 次NURBS 曲面的参数表达式为p (u,v)=!m i=0!n j =0w i,j d i,j N k i (u)N l j (v)!m i=0!nj =0w i,j N k i (u)N l j (v) ,(2)其中,d i,j 为曲面的控制顶点,w i,j 为控制顶点对应的权因子,参数u 的序列U :u 0∀u 1∀ ∀u m+k+1和参数v 的序列V :v 0∀v 1∀ ∀v n +l+1分别称为u 向和v 向的节点矢量.u,v 参数的定义域为[0,1] [0,1]之内的一个闭合子区域,此闭合子区域由裁剪曲线定义.N k i (u)和N l j (v)分别为k 阶和l 阶规范化B 样条基函数,采用递推形式定义[7].1 2 驻相法用于裁剪曲面失效的原因分析物理光学法的核心就是曲面上物理光学积分的计算[8].计算未裁剪NU RBS 曲面上的物理光学积分可以使用驻相法,其速度快且精度高.但是对于裁剪NU RBS 曲面,如果使用驻相法计算其有效域上的物理光学积分,即只考虑位于有效域内的驻相点对积分的贡献,则会产生错误的结果.这里给出一个例子来说明其原因.裁剪部分球面的模型如图1所示,球面的球心位于坐标原点,半径为1.0m,俯仰面和方位面的张角均为90#,裁去部分是半径为0 2m 的圆柱与部分球面相交的部分.入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀ ∀180#.计算结果如图2所示,图2中实线是驻相法计算的结果,点线是Feko 软件中PO 算法的结果.由图2可以看出驻相法计算裁剪曲面上的物理光学积分是完全失效的,这是由驻相法的本质决定的.驻相法的基本原理是在驻相点以外的区域由于被积函数振荡剧烈,导致幅度变化正负相消,对于积分的贡献很小,因此可以用驻相点邻近积分的结果近似代表整个区间的积分[9].但是,这种正负抵消在上下积分限的邻域内变得无效,而裁剪曲线就是积分限之一,此时将会在裁剪曲线上出现新的驻相点.此外,裁剪曲线的存在使得原来的驻相点对积分的贡献也需要进行修正,使那些位于裁去区域的驻相点对积分仍然有一定贡献,而894 西安电子科技大学学报(自然科学版) 第37卷不能被完全被忽略掉.进一步的研究发现,驻相点的修正因子与驻相点对于裁剪曲线的相对位置、裁剪曲面的拓扑结构和边界曲线的形状均有关系.因此要推导出普适的修正因子的表达式是十分困难的.图1 裁剪部分球面图2 裁剪球面单站R CS1 3 SPM Gordon 算法的提出Go rdon 算法基于三角面片剖分,它虽然可以用来计算裁剪曲面有效域上的物理光学积分,但是当裁剪曲面数量很多并且有效域面积很大时,剖分得到的三角面片数量巨大,导致存储量大,计算时间长.在研究了驻相法和Gordon 算法的特点之后,笔者提出了一种计算裁剪曲面物理光学积分的新方法,即SPM Gordon 算法,在一定程度上保留了驻相法计算物理光学积分快速高效的优点.SPM Gordon 算法主要包含两部分的散射场计算,具体流程如下:(1)遮挡判断[10 12].为了突出重点,这里采用一种更为简单但精度稍低的遮挡判断方法,当该裁剪曲面的基面的驻相点可见时,则认为整张裁剪曲面可见;当该裁剪曲面的基面的驻相点不可见时,认为整张裁剪曲面都不可见,此时不计入裁剪曲面的散射场贡献.(2)计算裁剪NU RBS 曲面基面的散射场,这部分的物理光学积分采用传统的驻相法计算[1].(3)计算被裁剪区域的散射场,这部分的物理光学积分采用Go rdo n 方法计算[13].因为要对计算区域进行三角面片剖分,所以准确确定被裁剪区域的范围就至关重要.文中采用的方法是对裁剪曲面的基面进行等参数离散,将其划分为很多小四边形,判断每个四边形的中心是否被裁去,这等效于判断一个离散点是否位于裁剪参数曲面上.如果某个小四边形的中心位于被裁去区域,那么整个小四边形就被认为是裁去的.要注意划分的四边形数目不能太多或太少,要折中处理,否则会影响判断过程的速度或者精度.(4)计算整张裁剪N URBS 曲面的散射场,这由基面的散射场和被裁剪区域的散射场进行矢量相减得到.(5)由散射场计算RCS.图3 裁剪部分球面的单站RCS2 数值算例2 1 裁剪部分球面利用图1所示模型,分别采用SPM Gordon 算法、Go rdon 算法以及商业软件Feko 中的PO 算法计算了模型的单站RCS,结果如图3所示.图中实线是SPM Gordon 算法的结果,虚线是Gor don 算法的结果,点线则是Feko 中PO 算法的结果,可见3条曲线吻合良好,从而证明了SPMGo rdon 算法计算裁剪曲面RCS 的有效性.2 2 裁剪部分锥面对于如图4所示的部分锥面,其下底面中心位于坐标原点,圆心角 =90#,高度为1.0m,上底半径为0 5m,下底895第5期 关 莹等:适用于裁剪N U RBS 曲面RCS 预估的改进的物理光学法半径为1.0m.裁去区域为边长0 4m的立方体与部分锥面相交的部分.入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀∀150#.其单站RCS如图5所示,实线为SPM Gordon算法的结果,虚线为Go rdon算法的结果,点线为Feko中PO算法的结果,可见3条曲线吻合良好,从而验证了SPM Gordon算法的有效性.图4 裁剪部分锥面图5 裁剪部分锥面的单站RCS2 3 裁剪球面与球面组合模型如图6所示,其中裁剪部分球面与例2 1中的模型相似,所不同的是裁去部分是边长为0 8m的立方体与球面相交的部分,而部分球面则是由裁剪部分球面的基面复制平移得到的,两球面间距为1.0m,入射平面波频率为3 0GH z,扫描范围是在 =45#的面上,0#∀∀180#.由于模型较为复杂,使用Gordon算法计算耗时过长,所以此处仅采用SPM Go rdon算法与仿真软件结果进行对比.模型的单站RCS的计算结果如图7所示,其中实线是SPM Gordon算法的结果,点线是Feko中PO算法的结果,可见两条曲线吻合良好,从而验证了SPM Gordon算法的有效性.图6 裁剪球面与球面组合图7 裁剪球面与球面组合模型的单站RCS2 4 计算时间对比一般来说,在计算物理光学积分时Gordon算法的计算速度优于数值积分[13].为了说明SPM Gordon算法的速度优势,借助于英特尔酷睿2双核处理器,主频为3 0GH z,内存为2GB的PC.表1中给出分别采用SPM Gordo n算法和Gordo n算法计算算例2 1和2 2的时间对比.其中Gordon算法对整个裁剪曲面的有效域进行剖分,剖分三角面片的边长为半个波长;SPM Gor don算法仅对裁剪曲面的被裁去区域进行剖分,剖分三角面片的边长上限为半个波长,其驻相点的搜索采用共轭梯度法.由表1中可以看出,对于文中算例, SPM Gordon算法消耗的时间远远小于Gor don算法.笔者计算了大量模型,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,在同等结果精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPM Go rdon算法计算RCS所需的时间仅仅为Gordon方法的10%以下,当裁剪曲面数量很多时,这种速度优势将更加明显.896西安电子科技大学学报(自然科学版) 第37卷表1 两种方法的计算时间对比算法例2 1需要的时间/s 例2 2需要的时间/s SPM Gor do n 2 23 4Go rdon406 8103 6 与计算裁剪NURBS 曲面RCS 的传统数值方法相比,SPM Gordon 算法在计算时间方面具有明显的优势,但是其遮挡判断过程比较复杂,存在很多种不同的遮挡情况.对于实际的舰船等电大目标,裁剪NURBS 曲面片数量巨大,如何进行准确快速的遮挡判断还需要进行进一步的研究.3 结束语提出了SPM Gordon 算法来快速高效地计算基于裁剪NU RBS 曲面建模的电大目标的RCS.该方法避免了耗时的数值积分,同时消除了驻相法和Gordon 算法用于计算裁剪NU RBS 曲面RCS 时的缺陷.数值结果验证了该方法的正确性和高效性.下一步的工作为计入裁剪NURBS 曲面内、外边界的绕射效应,对物理光学法的结果进行修正.参考文献:[1]P r ez J,C tedra M F.A pplication of P hysical O pt ics to the R CS Comput at ion of Bodies M odeled w ith N U RBS Surfaces [J].IEEE T rans on A ntennas Pro pag ,1994,42(10):1404 1411.[2]Serim H A,Er g in A A.Co mputation o f t he Phy sical Optics Integr al on NU RBS Sur faces U sing a Radon T ransfor m Interpretat ion [J].IEEE Antennas W ireless P ro pag Lett,2008(7):70 73.[3]Bo urlier C,P ouliguen P.U seful A naly tical F or mulae for Near Field M onostatic Radar Cr oss Sectio n U nder the Physical O ptics:Far Field Cr iterion [J].IEEE T rans on Antennas P ro pag ,2009,57(1):205 214.[4]M o schov itis C G,Ka rakatselos K T ,P apkelis E G,et al.Scatter ing of Electro magnetic Wav es Fr om a R ectangular PlateU sing an Enhanced Statio nar y Phase M ethod A ppro x imatio n [J].IEEE T r ans o n Antennas P ro pag ,2010,58(1):233 238.[5]Ro edder J M.CA DDSCAT V er sion 2 3:a H ig h Fr equency Physical O ptics Co de M o dified for T r immed IGES B Spline Surfaces [J].IEEE A ntennas Pr opag M ag ,1999,41(3):69 80.[6]王超,殷红成,黄培康.基于T rimmed N U RBS 曲面的目标的RCS 计算[J].系统工程与电子技术,2006,28(10):1463 1467.Wang Chao ,Y in H ongcheng ,H uang P eikang.RCS Co mputatio n o f Com plex T ar gets Based o n T r immed N U RBSSurfaces [J].Sy stems Eng ineer ing and Elect ronics,2006,28(10):1463 1467.[7]Cox M G.T he N umer ical Evaluation of B Splines [J].J Inst M ath A ppl,1972,10(2):134 149.[8]刘英,赵维江,龚书喜.计算物理光学积分的几种数值方法的分析[J].西安电子科技大学学报,2001,28(4):542 545.L iu Ying ,Zhao Weijiang,Gong Shux i.A n A nalysis o f Numer ical M et ho ds fo r Physical Optics Integ ral [J].Jo ur na l o f Xidian U niv er sity ,2001,28(4):542 545.[9]V an K ampen N G.T he M etho d o f Stat ionary Phase and the M ethod o f Fresnel Zo nes [J].Physica XXI V Zer nike Issue,1958,24(1 5):437 444.[10]陈铭,张玉,王楠,等.基于N U RBS 建模技术的物理光学方法的遮挡判断[J].西安电子科技大学学报,2006,33(3):430 432.Chen M ing ,Zhang Yu,W ang N an,et al.Study o f the Shado wing T echnique in the NU R BS PO M etho d [J].Journal o f Xidian U niv er sity ,2006,33(3):430 432.[11]Zha F T ,G ong S X,Xu Y X,et al.Fast Shado wing T echnique fo r Electr ically L ar ge T a rgets U sing Z Buffer [J].J o fElectr omag n W aves and A ppl,2009(23):341 349.[12]Xu Y X,G uan Y ,Cha F T ,et al.A nalysis of Shado wing Pr ocessing T echnique Based o n M o deling U sing N U RBS [J].P rog ress In Electro magnetics Resear ch,2009(89):325 338.[13]Go rdon W B.Fa r F ield A pprox imations to the Kirchho ff Helmholt z Representat ions o f Scattered F ields [J].IEEE T ranson A nt ennas Pro pag ,1975,23(7):590 592.(编辑:齐淑娟) 897第5期 关 莹等:适用于裁剪N U RBS 曲面RCS 预估的改进的物理光学法。