军用光学技术论文题目大全及答案高中

【从高科技战争特点看我国国防现代化】　　上个世纪80年代的美国远程突袭利比亚开创了高科技战争的先河，90年代的海湾战争又宣告了高科技战争的成形与完善。当美国大兵用伤亡区区几十人的代价取得整场战争胜利的时候；当伊拉克百万雄师被打的溃不成军的时候；当战争在几十天就完全终结的时候，我们心中除了无比的震撼，还有对自身安全的忧虑和对未来我军建设的思考。　　一、什么是高科技战争　　所谓高科技，在科学术语中侧重的是新科技、尖端科技的涵义，它与一般科技没有明确的时间界定，发明较早而技术复杂，能巨大改变原有做事方式、方法的，大大提高办事效率的技术，人们也愿意称之为高科技。而战争中的高科技我认为与一般的定义应有区别，它更应被定义为：改变作战模式，决定战争进程，提高战争效率，与高科技人才相结合，与战略敌军科技相比不至于落后的新型、可实用的技术。　　只有明确了这个定义，我们才能更明确的提出我国国防现代化的方向，走出许多认识上的误区。比如说：我国产的有些雷达，技术水平达到了国际先进，但在装备部队后发现，它们易于受潜在战略敌方的干扰而无法工作。那么这些雷达即使采用了高科技，却因为他作用与老式雷达一样，在敌军面前不堪一击，所以也不能称之为高技术（武器）。相反，我国的红旗2导弹，虽有50年左右的历史，但其与新的导弹技术相接合，加之指挥员战术思想的先进，即使在新的战争中亦能发挥有效的作用，那么它就应该被称之为高科技。总结：判断高科技必须以效果相结合，对敌人没用的科技即使水平再高也不能盲目崇拜。　　二、高科技战争的特点　　人员知识层次高。新战争的特点要求更多掌握现代科技知识的复合型人才。战争机器的日益复杂导致操作所需技能的大幅提高，仅仅拥有高科技武器装备还不能形成战斗力，还必须具备能熟练操作武器的战斗人员。这里有个现成的例子：据外电报道，台湾在买入幻影2000战斗机和F16-BLOCK5/10战斗机共250余架后，却因战斗机飞行员短缺而只能形成70%的战斗力，造成极大的浪费。想要拥有大量熟练的军人，首先要改革兵役制度，变义务兵役制度为义务兵役制度与招募兵役制度相结合，大力发展招募兵役制度。保留高素质的核心队伍，这样才能稳定、提高军队的战斗力。　　武器技术含量高，使用复杂。高科技武器的名称由来就是源于其使用技术的尖端性、复杂性。任何一种高科技武器都综合了多种先进技术，比如闻名于世的"战斧"导弹，它就集新材料科学、燃料科学、电子计算机技术、制导技术、卫星导航技术等于一身，不可谓技术不高。高科技武器的使用也相对复杂。因为高技术武器的制造与运用都结合了大量的尖端技术，其制造、维护、训练、使用对人员的要求也相对较高。操作人员少有不慎或武器某系统、零件的失灵都会造成武器的失效。一些报道曾经指出，我军的一些部队面对新型装备，竟然因恐惧其技术复杂而放置于仓库不敢使用，这也从侧面证明武器技术含量的提高和高技术武器渴求高技术人才。　　战争空间由三维向多维发展。战争已经不仅仅是海、陆、空三维。外层空间作战、电子战、心理战、网络战已成为现代战争不可或缺的部分。俄罗斯最近成立第四军--天战部队就是战争空间多维化的标志之一。　　高成本，低伤亡，高费效。不可质疑，高科技战争是高成本的战争，区区一个月的海湾战争，美国打完了近一年的军费，如果不是盟国的赞助，美国在经济上是经不起长期的高科技战争的。这也是高科技战争的一个致命的弱点，谁也不能长期承担。所以海湾战争后，美国努力发展低成本智能攻击武器，以避免打不起战争的尴尬境地。虽然如此，极低的伤亡，极佳的攻击效果仍然让高科技战争成为未来战争的发展必然。　　由此可见，"高技术战争"，是高素质军事人才以技术含量高、造价高的武器在拓展的空间实施快速的打击，以达成高效率军事行动的战争。　　三、我国国防现代化与高科技战争　　（一）建立现代军事理论，构造现代国防体制　　要运用高科技构筑我国的现代化国防，首先一点就是必须建立科学、系统、具前瞻性、与国情、军情相结合的军事理论。在此军事理论的指导下有步骤的开展高技术的研究与运用，避免盲目与浪费。战争的胜利与否很大程度上决定于军事理论和战略指导思想的先进与否，我们必须深刻理解这一点。我军能在极度劣势下在朝鲜战争中战平（胜）美军，关键就在于我军军事理论非常成熟，通过了长期战争的检验。检验军事理论的正确性无非两个途径：战争检验和借鉴它国经验。鉴于我国的和平外交政策，我们无法通过前者来作出检验，那么我们只有靠观察外军战斗和跟踪新军事理论来进行判断，这之中又要考虑不同的国情和军情，逐步修正以求合理。（如此做法，必然会存在误差，所以我认为没有实战检验的我军军事理论是我军能否在未来战争中取胜的最不确定的因素。）　　（二）应重点发展以下科技：　　军用电子技术。在现代高技术武器的发展中，军用电子技术是其核心和基础，从近期发生的几场局部战争看，军用电子技术已从作战保障跃为作战手段，成为现代作战行动的先导，并贯穿于战争的全过程。　　军用计算机技术。现代战争的高速化，使武器装备的自动化控制显得极为重要，其中计算机扮演着重要的角色。随着信息技术的迅速发展及在军事上的广泛应用，未来战场将是一个由众多计算机通过有线或无线等方式，把遍布于陆、海、空、天、电诸领域的侦查监视、定位导航、火力打击、指挥控制、支援保障等系统乃至单车、单炮、单兵等基本作战单元连接在一起而形成的网络世界。　　敌对双方在计算机网络上的争斗将构成战争的主要内容。网络上的争斗不只是力量和智慧的较量，更是技术、技能和技巧的抗衡，正如有人所描述的那样，是"键盘上的战争"。　　军用探测技术。军用探测技术是高技术战争中制胜的重要因素之一，是航天技术与信息技术相结合的产物。目前，已发展和投入使用的军用探测技术有：1、雷达探测技术。它是利用物体对无线电波的反射特性来发现和测定目标位置的"无线电定位技术"。它广泛地应用于战场侦察、防卫、引导、火控等现代战争的各个方面。2、光学探测技术。它以光学成像技术为基础，主要用各种光学摄影机进行的战场照相侦察。3、地面传感探测技术。这是一种通过地面目标所引起的电、声、磁、地面振动和红外辐射等物理变化来确定目标的探测技术。4、夜视技术。是用于在黑暗环境中帮助人眼增强视觉的一种专门技术。在现代战场上广泛使用的夜视装置主要有：红外夜视仪、微光夜视仪、微光电视及热成像仪四种。未来军用探测技术的发展趋势是：空间上的立体化；速度上的实时化；手段上的综合化；侦察、监视与打击上的一体化。　　军用制导技术。精确制导武器的产生和发展，完全依赖于精确制导技术。因此，精确制导技术在整个现代军事高技术的发展中占据着十分重要的地位。目前，被开发和广泛使用的精确制导技术主要有：微波制导、红外制导、电视制导、毫米波制导、指令制导和地图匹配制导。精确制导技术将向高精度、抗干扰、全天候、智能化和低成本方向发展，特别是显现出综合化的趋势。如"毫米波辐射图象匹配制导"、"地貌景象匹配制导"，以及"全球定位系统"（GPS），就是综合化的制导方式。科索沃战争中大出风头的"战斧"式巡航导弹以及JDAM炸弹等采用的就是"惯性导航＋地形匹配＋数字式景象匹配区域相关器"这一综合制导方式。　　隐身技术。隐身技术是指用来防止己方武器被敌方雷达、红外、声纳和可见光有效探测的伪装技术。它是近年来举世瞩目的一项重大军事技术，同激光武器和巡航导弹一起被誉为当今军事上的三大法宝。目前隐身兵器采取的主要隐身技术有：反雷达探测隐身技术、反红外探测隐身技术、反光学探测隐身技术和反声纳探测隐身技术等。　　军用激光技术。激光技术是人类二十世纪六十年代的重大科学技术成就，它是光学、光谱学与电子学发展到一定程度以及这些学科相互结合的必然产物。比较成熟或影响较大的军事应用主要有：1、激光制导；2、激光雷达；3、激光测距；4、激光通信；5、激光对抗；6、激光模拟；7、激光武器。值得注意的是，美国经过近年来不断加大对军用激光技术的投入，以经把体积庞大，实验性的激光武器成功的转变为可安装在大型武器平台上，具有一定实战功能的武器。按此发展速度，再不远的将来，激光武器很可能成为一个改变战争模式的决定性武器，而导弹将因无法突破激光防御而不得不退出历史舞台。　　军用智能技术。随着军用智能技术的发展，各种智能化武器将对未来作战产生深远影响。目前，不仅在专家鉴定系统（TECA）、自然语言理解、语言识别和视觉处理等基础研究方面取得突破性的成果，而且还研制成功了大量的智能武器系统，如智能导弹、智能地雷、智能坦克以及智能机器人等，形成了一个庞大的智能武器家族。　　军用航天技术。航天技术广泛运用于军事领域，使武器装备的效能发生了革命性的变化。它的发展主要集中在保障军事行动的军事卫星、进攻性与防御性空间武器，以及多用于载人军事航天系统三个方面。美国空军司令部和航空航天局正在为军事、科研和商业上应用联手开发进入太空技术。目前，美国空间司令部已接近于能够部署一种灵活有效的带翼航天器，支援太空军事行动。太空军事化是一个噩梦，一个已经开始的噩梦。　　（二）培养高科技人才　　在高素质新型军事人才的培养上必须树立超前意识，坚持人才培养先行。要紧紧抓住人才质量建设这个根本，加大人才培养的力度，要培养大批懂得高科技知识的指挥人才，培养大批能够担当打赢未来高技术局部战争重任、经得起各种风浪考验的高素质新型军事人才，实现我军人才质量建设的整体性飞跃。　　我军有在战争中培养人才的传统和经验，但在新的年代，我们培养军事人才的途径更多的是依靠体制。必须建立这样一个完备的体制：①机会平等，公平竞争。这是一个高效培养体系的共同特点，这样才能从人群中选拔出真正的人才，才能促进全面的提高。②开放灵活，鼓励创新。绝对不能闭门造车，要积极吸收国内外的新经验、新方法；让人才走出国门，让人才与世界接轨。③系统全面，高低有序。要给每以个想晋级的军人以机会，培养高低各类人才；培养体系要由低到高，逐渐深入。④保持压力，终生培训。结合新的要求，对已完成培训的各阶段军事人员进行再培训，保持合适的淘汰率，促使军事人员不断提高；培训要在服役期内全程进行，保障部队战斗力。　　对军事人才的基本要求：爱国；强壮的身体和过硬的军事知识；健康的心理和强健的神经；积极上进，能自我提高。　　（三）加强武器管理　　"管理"就是国防科研和军工生产管理，只有搞好手中武器装备的管理，才能形成战斗力。什么是战斗力？即人、武器加上相互间的结合。要搞好管理，就要提高官兵与武器的结合能力。如何管理？首先，要让武器的研制体现以人为本的原则，不能让人的体力和脑力负担过重，要让士兵爱上武器而不是相反。第二，武器的维护保养和更新换代要科学、经济的进行。第三，加强训练，让士兵熟悉武器的性能和操作技巧。自20世纪90年代，全军上下掀起了一个轰轰烈烈、扎扎实实的学习现代科技特别是高科技知识的热潮，全军科技大练兵，一切为打赢，通过科技练兵，提高了官兵素质。　　四、反思与总结　　成功的高科技战争需要多种因素的完美结合，它需要有新思想、新技术、优秀人才和先进的管理。这些资源中，新技术以及其在战争中运用带来的巨大资金、物资消耗是我军面临的最大难题。国力现状决定了我国不可能在该领域投入更多的资金，如何利用有限的资源完成我军的现代化任务是我们的最艰巨的任务。结合外军，特别是美军军事发展的经验，我认为要着重做好以下几点：　　坚持有所为，有所不为。我们不搞全球扩张，不搞军事讹诈。所以我们无须航母（暂时）、全球监视系统和全球定位系统（需要区域监视和定位系统）、海外军事基地……。但我们必须在事关战略平衡的洲际导弹、核潜艇、战略防空系统以及决定战争胜负的精确制导武器、先进战斗机等战术武器上保证技术不致落后。　　军民结合，降低成本。美军成功降低高科技武器成本的方法是高科技军民通用，技术广泛和大量的运用使武器的单位成本大大降低。如果说以前美军在大量使用精密武器时心里还有所经济顾虑的话，现在的美军完全可以率性而为了。我军也应走同样的道路，让民用企业也参与技术研究，让军事技术民用化，提高技术的通用性和可应用性，降低使用成本。　　取消军工企业的生产垄断，让私营企业和外资企业参与研制和生产，引入竞争机制，提高投资效率，降低生产成本。　　综上所述，高科技战争并不可怕，它对我军现代化建设既是挑战，也是机遇。只要我们能运用国力快速上升的有利时机，把握全局，科学计划，全力而为，就必然能赶上高科技浪潮，建成一只现代化的军队。

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分光计的调节及其棱镜折射率的测定研究与分析杨贵宏（08物理2班 200802050253）引言：我们的生活离不开阳光，通常我们认为阳光是一种单色光（单一波长的光）。其实，笼罩在我们周围的光线本身是复色光（由两种或两种以上的单色光组成的光线），他是由不同波长波线的单色光组成的。广义的说，具有周期性的空间结构或光学性能（如透射率、折射率）的衍射屏，统称光栅。光栅的种类很多，有透射光栅和反射光栅，有平面光栅和凹面光栅，有黑白光栅和正弦光栅，有一维光栅，二维光栅和三维光栅，等等。此次实验所使用的光栅是利用全息照相技术拍摄的全息透射光栅光栅的表面若被污染后不易清洗，使用时应特别注意。分光计是一种能精确测量角度的光学仪器，常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密，控制部件较多而且复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，以便测量出准确的结果。摘要：分光计是一种能精确测量折射角的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。关键词：分光计、棱镜、折射率Abstract: The spectrometer can accurately measure the angle of refraction is a typical optical instruments， often used to measure the material's refractive index， dispersion rate， wavelength， and spectral As the more sophisticated devices， control components and operation are more complex， and therefore must be used strictly in accordance with certain rules and procedures to adjust to get the high precision measurement Keywords: spectrometer， prism， the refractive index二、实验目的： 1、了解分光计结构，学会正解调节和使用分光计的方法； 2、用分光计测量三棱镜的顶角； 3、学会用最小偏向角法测量三棱镜的折射率。三、实验仪器：分光计主要由五个部件组成：三角底座，平行光管、望远镜、刻度圆盘和载物台。图中各调节装置的名称及作用见表1。图 1分光计基本结构示意图表1 分光计各调节装置的名称和作用代号名称作用1 狭缝宽度调节螺丝调节狭缝宽度，改变入射光宽度2 狭缝装置 3 狭缝装置锁紧螺丝松开时，前后拉动狭缝装置，调节平行光。调好后锁紧，用来固定狭缝装置。4 平行光管产生平行光5 载物台放置光学元件。台面下方装有三个细牙螺丝7，用来调整台面的倾斜度。松开螺丝8可升降、转动载物台。6 夹持待测物簧片夹持载物台上的光学元件7 载物台调节螺丝（3只）调节载物台台面水平8 载物台锁紧螺丝松开时，载物台可单独转动和升降；锁紧后，可使载物台与读数游标盘同步转动9 望远镜观测经光学元件作用后的光线10 目镜装置锁紧螺丝松开时，目镜装置可伸缩和转动（望远镜调焦）；锁紧后，固定目镜装置11 阿贝式自准目镜装置可伸缩和转动（望远镜调焦）12 目镜调焦手轮调节目镜焦距，使分划板、叉丝清晰13 望远镜光轴仰角调节螺丝调节望远镜的俯仰角度14 望远镜光轴水平调节螺丝调节该螺丝，可使望远镜在水平面内转动15 望远镜支架 16 游标盘盘上对称设置两游标17 游标分成30小格，每一小格对应角度 1’18 望远镜微调螺丝该螺丝位于图14－1的反面。锁紧望远镜支架制动螺丝 21 后，调节螺丝18，使望远镜支架作小幅度转动19 度盘分为360°，最小刻度为半度（30′），小于半度则利用游标读数20 目镜照明电源打开该电源20，从目镜中可看到一绿斑及黑十字21 望远镜支架制动螺丝该螺丝位于图14－1的反面。锁紧后，只能用望远镜微调螺丝18使望远镜支架作小幅度转动22 望远镜支架与刻度盘锁紧螺丝锁紧后，望远镜与刻度盘同步转动23 分光计电源插座 24 分光计三角底座它是整个分光计的底座。底座中心有沿铅直方向的转轴套，望远镜部件整体、刻度圆盘和游标盘可分别独立绕该中心轴转动。平行光管固定在三角底座的一只脚上25 平行光管支架 26 游标盘微调螺丝锁紧游标盘制动螺丝27后，调节螺丝26可使游标盘作小幅度转动27 游标盘制动螺丝锁紧后，只能用游标盘微调螺丝26使游标盘作小幅度转动28 平行光管光轴水平调节螺丝调节该螺丝，可使平行光管在水平面内转动29 平行光管光轴仰角调节螺丝调节平行光管的俯仰角四、实验原理：三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。图2三棱镜示意图 1．反射法测三棱镜顶角如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：图3反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。图4最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角。可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为实验中，利用分光镜测出三棱镜的顶角及最小偏向角，即可由上式算出棱镜材料的折射率。实验内容与步骤：1．分光计的调整（分光计结构如右图所示）在进行调整前，应先熟悉所使用的分光计中下列螺丝的位置： ①目镜调焦(看清分划板准线)手轮； ②望远镜调焦(看清物体)调节手轮(或螺丝)；③调节望远镜高低倾斜度的螺丝；④控制望远镜(连同刻度盘)转动的制动螺丝；⑤调整载物台水平状态的螺丝；⑥控制载物台转动的制动螺丝；⑦调整平行光管上狭缝宽度的螺丝；⑧调整平行光管高低倾斜度的螺丝；图5 ⑨平行光管调焦的狭缝套筒制动螺丝。(1)目测粗调。将望远镜、载物台、平行光管用目测粗调成水平，并与中心轴垂直(粗调是后面进行细调的前提和细调成功的保证)。(2)用自准法调整望远镜，使其聚焦于无穷远。①调节目镜调焦手轮，直到能够清楚地看到分划板"准线"为止。 ②接上照明小灯电源，打开开关，可在目镜视场中看到如图4所示的“准线”和带有绿色小十字的窗口。图6目镜视场 ③将双面镜按图5所示方位放置在载物台上。这样放置是出于这样的考虑：若要调节平面镜的俯仰，只需要调节载物台下的螺丝a1或a2即可，而螺丝a3的调节与平面镜的俯仰无关。图7平面镜的放置 ④沿望远镜外侧观察可看到平面镜内有一亮十字，轻缓地转动载物台，亮十字也随之转动。但若用望远镜对着平面镜看，往往看不到此亮十字，这说明从望远镜射出的光没有被平面镜反射到望远镜中。我们仍将望远镜对准载物台上的平面镜，调节镜面的俯仰，并转动载物台让反射光返回望远镜中，使由透明十字发出的光经过物镜后（此时从物镜出来的光还不一定是平行光），再经平面镜反射，由物镜再次聚焦，于是在分划板上形成模糊的像斑（注意：调节是否顺利，以上步骤是关键）。然后先调物镜与分划板间的距离，再调分划板与目镜的距离使从目镜中既能看清准线，又能看清亮十字的反射像。注意使准线与亮十字的反射像之间无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。如果没有视差，说明望远镜已聚焦于无穷远。 (3)调整望远镜光轴，使之与分光计的中心轴垂直。平行光管与望远镜的光轴各代表入射光和出射光的方向。为了测准角度，必须分别使它们的光轴与刻度盘平行。刻度盘在制造时已垂直于分光计的中心轴。因此，当望远镜与分光计的中心轴垂直时，就达到了与刻度盘平行的要求。具体调整方法为：平面镜仍竖直置于载物台上，使望远镜分别对准平面镜前后两镜面，利用自准法可以分别观察到两个亮十字的反射像。如果望远镜的光轴与分光计的中心轴相垂直，而且平面镜反射面又与中心轴平行，则转动载物台时，从望远镜中可以两次观察到由平面镜前后两个面反射回来的亮十字像与分划板准线的上部十字线完全重合，如图6（c）所示。若望远镜光轴与分光计中心轴不垂直，平面镜反射面也不与中心轴相平行，则转动载物台时，从望远镜中观察到的两个亮十字反射像必然不会同时与分划板准线的上部十字线重合，而是一个偏低，一个偏高，甚至只能看到一个。这时需要认真分析，确定调节措施，切不可盲目乱调。重要的是必须先粗调：即先从望远镜外面目测，调节到从望远镜外侧能观察到两个亮十字像；然后再细调：从望远镜视场中观察，当无论以平面镜的哪一个反射面对准望远镜，均能观察到亮十字时，如从望远镜中看到准线与亮十字像不重合，它们的交点在高低方面相差一段距离如图6(a)所示。此时调整望远镜高低倾斜螺丝使差距减小为h/2，如图6(b)所示。再调节载物台下的水平调节螺丝，消除另一半距离，使准线的上部十字线与亮十字线重合，如图6(c)所示。之后，再将载物台旋转180o ，使望远镜对着平面镜的另一面，采用同样的方法调节。如此反复调整，直至转动载物台时，从平面镜前后两表面反射回来的亮十字像都能与分划板准线的上部十字线重合为止。这时望远镜光轴和分光计的中心轴相垂直，常称这种方法为逐次逼近各半调整法。图8亮十字像与分划板准线的位置关系（4）调整平行光管用前面已经调整好的望远镜调节平行光管。当平行光管射出平行光时，则狭缝成像于望远镜物镜的焦平面上，在望远镜中就能清楚地看到狭缝像，并与准线无视差。 ①调整平行光管产生平行光。取下载物台上的平面镜，关掉望远镜中的照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节平行光管狭缝与透镜间的距离，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝宽约为1mm。 ②调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。望远镜中看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（但不能前后移动）至水平状态，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分，如图7(a)所示。这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。再把狭缝转至铅直位置，并需保持狭缝像最清晰而且无视差，位置如图7(b)所示。图9狭缝像与分划板位置至此分光计已全部调整好，使用时必须注意分光计上除刻度圆盘制动螺丝及其微调螺丝外，其它螺丝不能任意转动，否则将破坏分光计的工作条件，需要重新调节。测量在正式测量之前，请先弄清你所使用的分光计中下列各螺丝的位置：①控制望远镜（连同刻度盘）转动的制动螺丝；②控制望远镜微动的螺丝。(1)用反射法测三棱镜的顶角如图2 所示，使三棱镜的顶角对准平行光管，开启钠光灯，使平行光照射在三棱镜的AC、AB面上，旋紧游标盘制动螺丝，固定游标盘位置，放松望远镜制动螺丝，转动望远镜（连同刻度盘）寻找AB面反射的狭缝像，使分划板上竖直线与狭缝像基本对准后，旋紧望远镜螺丝，用望远镜微调螺丝使竖直线与狭缝完全重合，记下此时两对称游标上指示的读数、。转动望远镜至AC面进行同样的测量得、。可得三棱镜的顶角为重复测量三次取平均。(2) 棱镜玻璃折射率的测定分别放松游标盘和望远镜的制动螺丝，转动游标盘（连同三棱镜）使平行光射入三棱镜的AC面，如图3 所示。转动望远镜在AB面处寻找平行光管中狭缝的像。然后向一个方向缓慢地转动游标盘（连同三棱镜）在望远镜中观察狭缝像的移动情况，当随着游标盘转动而向某个方向移动的狭缝像，正要开始向相反方向移动时，固定游标盘。轻轻地转动望远镜，使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下两游标指示的读数，记为、；然后取下三棱镜，转动望远镜使它直接对准平行光管，并使分划板上竖直线与狭缝像对准，记下对称的两游标指示的读数，记为、，可得重复测量三次求平均。用上式求出棱镜的折射。五、实验注意事项：1．望远镜、平行光管上的镜头，三棱镜、平面镜的镜面不能用手摸、揩。如发现有尘埃时，应该用镜头纸轻轻揩擦。三棱镜、平面镜不准磕碰或跌落，以免损坏。 2．分光计是较精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制动螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。 3．在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。 4．测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提高工作效率和测量准确度。 5．在游标读数过程中，由于望远镜可能位于任何方位，故应注意望远镜转动过程中是否过了刻度的零点。 6．调整时应调整好一个方向，这时已调好部分的螺丝不能再随便拧动，否则会造成前功尽弃。 7．望远镜的调整是一个重点。首先转动目镜手轮看清分划板上的十字线，而后伸缩目镜筒看清亮十字。六、思考题：1．分光计的调整有哪些要求？其检察的标准？答：①几何要求：“三垂直”。即载物小平台的平面，望远镜的主光轴、平行光管的主光轴均必须与分光计的中心轴垂直。②物理要求：“三聚焦”。即叉丝对目镜聚焦，望远镜对无穷远聚焦，狭缝对平行光管物镜聚焦。③检验三垂直的标准：“四平行”。即载物小平台平面、望远镜的主光轴、平行光管的主光轴和读数刻度盘四者相互平行。④检验三聚焦的标准：“三清晰”。即目镜中观察叉丝清晰，亮十字反回的像（绿十字）清晰，在望远镜中看到狭缝清晰。2．即是重点又是难点内容的望远镜系统如何调整？答：①目测粗调②打开小灯调节目镜，看清叉丝。③在载物台上放双平面镜（位置如胶片图所示，为什么？），调节物镜（仰俯角和伸缩）和载物台（螺钉），使双平面镜两面有绿十字像并清晰、无视差，此时望远镜已聚焦无穷远。④调整望远镜的光轴与分光计转轴垂直。使双平面镜两面有绿十字像。再用“减半逐步逼近法”使望远镜的光轴与分光计的中心轴垂直（对照胶片讲解，必要时示范讲解），即叉丝的像与调整叉丝完全重合。3．平行光管如何调整？答：①用已调节好的望远镜作基准，调节平行光管下部仰俯螺钉，使其出射平行光。②调节平行光管的狭缝宽度（强调：不要损坏刀口！）③使平行光管光轴与分光计转轴垂直。使目镜中看到的水平和竖直的狭缝像均居中。七、误差分析：在测量三棱镜折射率实验中，当调节分光计的平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴后，由实验可知载物台平面的倾斜程度对最小偏向角的测量没影响，但顶角的测量随着载物台平面的倾斜程度不同，有着不同程度的影响。八、实验心得:1、提高了我们综合分析的能力，当面对一个问题时，首先要考虑怎样解决，既而开始考虑解决的具体方法，在实验前必须提前预习，把整个实验的原理，流程和注意的事项掌握清楚，这才能保证你实验既快又好的完成在预习时要有目的，心中明白哪里里是实验的重点，哪里是必须注意的问题设计实验步骤，并预测实验中可能出现的问题。对实验的每一个细节进行分析，尽可能的减小实验误差。这些都使我们初步培养了实验的素质和能力。 2、培养了实验中科学严谨的态度，尊重客观事实，对待任何实验都客观认真仔细。实验正式开始前，应该先清点下实验仪器和材料，并对其进行检查，以确保实验顺利进行在动手前先将心中的实验知识对照一起过一遍再开始动手。实验过程更始需要很精细的态度和求实的态度。对每个步骤，每个细节都要留心。 3、养成了我们做事认真细致有耐心的习惯。在实验中，你必须有耐心，因为实验中每个变化都可能是细微的，必须集中精神才能去发现它，不可以急于求成。如果实验数据与正确数据相差过大时，应该把整个实验过程回想一下，对照每一步骤寻求问题所在，重新做一次。 4、悉了很多仪器的使用方法，在光学实验室良好的环境和设备的情况下，我们得到了很好的锻炼，对很多仪器的调试、测量，以及如何减小实验误差等，都有了很明确的认识。我想，这在我们以后的实验过程中会非常有用。 5、实验老师们的耐心讲解和对工作的认真态度给我留下了很深刻的印象。辅导我们实验的每一位老师，对工作都极其认真，在实验前，老师通常会给大家讲解下实验的注意事项，对于我们实验中出现的问题都给予耐心的讲解，而且，在我们实验进行中和实验结束后，老师们都启发我们思考实验的一些外延内容，这对我们将实验所进行的内容跟课本密切联系起来，将知识更充分地掌握。九、试验总结：首先：光学试验的仪器测量都十分精密，实验中一个很小的环节都有可能导致试验的失败，以“应用全反射临界角法测定三棱镜的折射率”为例，在实验过程中要注意分光仪在进行本次实验时已做过校正，因此时在测量时就应该注意，只能调节载物台倾斜度调节螺丝，而对于像平行光管倾斜度调节螺丝、望远镜倾斜度调节螺丝等就不应该再进行调节，否则将会导致实验失败。第二：对于数据的处理，光学实验也有较高的要求，数据不但要求准确度高，精确度也要高，而且通常要记录多组数据，最后取平均。第三：光学实验的测量仪器在进行测量时，通常要求一个稳定的实验环境，当有光源时，通常要在实验开始前先打开光源，这样在进行实验时，光源已经达到稳定。对于“全息照相”，对环境的稳定性要求更高，实验仪器都放在防震台上，在仪器排好光路后，要用手轻敲台面，看光路是否改变，在进行曝光前，更是要求室内实验人员不得大声说话，因为声波震动而引起的空气密度变化都有可能导致实验失败，在装片后还必须有一个使台面上各元件自然稳定的时间，即使干涉条纹稳定下来了，时间也不得少于3分钟。可以说这是我做过的六次实验中对稳定性要求最高的实验第四：我始终认为做好实验预习是最重要的，在作实验前，通过预习，我们可以了解要做实验的原理及要使用的仪器的使用方法，这样在实验之前就已对试验有了大概的了解，然后在课堂上通过老师的讲解，可以迅速掌握仪器的使用方法，这样做起实验来才会得心应手，同时也可以减少因不了解实验仪器的使用方法而导致的实验失败，甚至是对仪器造成损坏，可以说做好实验预习是一举多得的事情。九、参考文献：[1]、普通物理实验3光学部分高等教育出版社杨述武、赵立竹等编 2008年版；[2]、大学物理实验章世恒主编西南交通大学出版社 2009 年1月；[3]、大学物理实验教程（第2版）何春娟主编西北工业大学出版社 2009年4月。

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摘要：介绍了电磁学计算方法的研究进展和状态，对几种富有代表性的算法做了介绍，并比较了各自的优势和不足，包括矩量法、有限元法、时域有限差分方法以及复射线方法等。关键词：矩量法；有限元法；时域有限差分方法；复射线方法 1 引言 1864年Maxwell在前人的理论（高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在）和实验的基础上建立了统一的电磁场理论，并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律，这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式，最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧，甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法发展起来，并得到广泛地应用，相对于经典电磁理论而言，数值方法受边界形状的约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点，一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决，常需要将多种方法结合起来，互相取长补短，因此混和方法日益受到人们的重视。本文综述了国内外计算电磁学的发展状况，对常用的电磁计算方法做了分类。2 电磁场数值方法的分类电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等，频域技术发展得比较早，也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑，某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时，频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算，然后做傅里叶反变换才能求得解答，计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化，采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法，如GTD，UTD和射线理论。从求解方程的形式看，可以分为积分方程法（IE）和微分方程法（DE）。IE和DE相比，有如下特点：IE法的求解区域维数比DE法少一维，误差限于求解区域的边界，故精度高；IE法适合求无限域问题，DE法此时会遇到网格截断问题；IE法产生的矩阵是满的，阶数小，DE法所产生的是稀疏矩阵，但阶数大；IE法难以处理非均匀、非线性和时变媒质问题，DE法可直接用于这类问题〔1〕。3 几种典型方法的介绍有限元方法是在20世纪40年代被提出，在50年代用于飞机设计。后来这种方法得到发展并被非常广泛地应用于结构分析问题中。目前，作为广泛应用于工程和数学问题的一种通用方法，有限元法已非常著名。有限元法是以变分原理为基础的一种数值计算方法。其定解问题为：应用变分原理，把所要求解的边值问题转化为相应的变分问题，利用对区域D的剖分、插值，离散化变分问题为普通多元函数的极值问题，进而得到一组多元的代数方程组，求解代数方程组就可以得到所求边值问题的数值解。一般要经过如下步骤： ①给出与待求边值问题相应的泛函及其变分问题。 ②剖分场域D，并选出相应的插值函数。 ③将变分问题离散化为一种多元函数的极值问题，得到如下一组代数方程组：其中：Kij为系数（刚度）矩阵；Xi为离散点的插值。 ④选择合适的代数解法解式（2），即可得到待求边值问题的数值解Xi（i＝1，2，…，N）（2）矩量法很多电磁场问题的分析都归结为这样一个算子方程〔2〕： L（f）＝g（3）其中：L是线性算子，f是未知的场或其他响应，g是已知的源或激励。在通常的情况下，这个方程是矢量方程（二维或三维的）。如果f能有方程解出，则是一个精确的解析解，大多数情况下，不能得到f的解析形式，只能通过数值方法进行预估。令f在L的定义域内被展开为某基函数系f1，f2，f3，…，fn的线性组合：其中：an是展开系数，fn为展开函数或基函数。对于精确解式（2）通畅是无限项之和，且形成一个基函数的完备集，对近似解，将式（2）带入式（1），再应用算子L的线性，便可以得到： m＝1，2，3，…此方程组可写成矩阵形式f，以解出f。矩量法就是这样一种将算子方程转化为矩阵方程的一种离散方法。在电磁散射问题中，散射体的特征尺度与波长之比是一个很重要的参数。他决定了具体应用矩量法的途径。如果目标特征尺度可以与波长比较，则可以采用一般的矩量法；如果目标很大而特征尺度又包括了一个很大的范围，那么就需要选择一个合适的离散方式和离散基函数。受计算机内存和计算速度影响，有些二维和三维问题用矩量法求解是非常困难的，因为计算的存储量通常与N2或者N3成正比（N为离散点数），而且离散后出现病态矩阵也是一个难以解决的问题。这时需要较高的数学技巧，如采用小波展开，选取合适的小波基函数来降维等〔3〕。（3）时域有限差分方法时域有限差分（FDTD）是电磁场的一种时域计算方法。传统上电磁场的计算主要是在频域上进行的，这些年以来，时域计算方法也越来越受到重视。他已在很多方面显示出独特的优越性，尤其是在解决有关非均匀介质、任意形状和复杂结构的散射体以及辐射系统的电磁问题中更加突出。FDTD法直接求解依赖时间变量的麦克斯韦旋度方程，利用二阶精度的中心差分近似把旋度方程中的微分算符直接转换为差分形式，这样达到在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样压缩。电场和磁场分量在空间被交叉放置，这样保证在介质边界处切向场分量的连续条件自然得到满足。在笛卡儿坐标系电场和磁场分量在网格单元中的位置是每一磁场分量由4个电场分量包围着，反之亦然。这种电磁场的空间放置方法符合法拉第定律和安培定律的自然几何结构。因此FDTD算法是计算机在数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数字模拟。而在每一个网格点上各场分量的新值均仅依赖于该点在同一时间步的值及在该点周围邻近点其他场前半个时间步的值。这正是电磁场的感应原理。这些关系构成FDTD法的基本算式，通过逐个时间步对模拟区域各网格点的计算，在执行到适当的时间步数后，即可获得所需要的结果。在上述算法中，时间增量Δt和空间增量Δx，Δy和Δz不是相互独立的，他们的取值必须满足一定的关系，以避免数值不稳定。这种不稳定表现为在解显式差分方程时随着时间步的继续计算结果也将无限制的67增加。为了保证数值稳定性必须满足数值稳定条件：其中：（对非均匀区域，应选c的最大值）〔4〕。用差分方法对麦克斯韦方程的数值计算还会在网格中引起所模拟波模的色散，即在FDTD网格中数字波模的传播速度将随波长、在网格中的传播方向以及离散化的情况而改变。这种色散将导致非物理原因引起的脉冲波形的畸变、人为的各向异性及虚拟的绕射等，因此必须考虑数值色散问题。如果在模拟空间中采用大小不同的网格或包含不同的介质区域，这时网格尺寸与波长之比将是位置的函数，在不同网格或介质的交界面处将出现非物理的绕射和反射现象，对此也应该进行定量的研究，以保证正确估计FDTD算法的精度。在开放问题中电磁场将占据无限大空间，而由于计算机内存总是有限的，只能模拟有限空间，因此差分网格在某处必将截断，这就要求在网格截断处不引起波的明显反射，使对外传播的波就像在无限大空间中传播一样。这就是在截断处设置吸收边界条件，使传播到截断处的波被边界吸收而不产生反射，当然不可能达到完全没有反射，目前已创立的一些吸收边界条件可达到精度上的要求，如Mur所导出的吸收边界条件。（4）复射线方法复射线是用于求解波场传播和散射问题的一种高频近似方法。他根据几何光学理论和几何绕射理论的分析方法和计算公式，在解析延拓的复空间中求解复射线轨迹和场的振幅和相位，从而直接得出局部不均匀波（凋落波）的传播和散射规律〔5〕。复射线方法是包括复射线追踪、复射线近轴近似、复射线展开以及复绕射线等处理技术在内的一系列处理方法的统称。其共同特点在于：通过将射线参考点坐标延拓到复空间而建立了一个简单而统一的实空间中波束／射线束（Bundle ofrays）分析模型；通过费马原理及其延拓，由基于复射线追踪或复射线近轴近似的处理技术，构造了射线光学架构下有效的鞍点场描述方法等。例如，复射线追踪法将射线光学中使用的射线追踪方法和场强计算公式直接地解析延拓到复空间，利用延拓后的复费马原理进行复射线搜索，从而求出复射线轨迹和复射线场。这一方法的特点在于可以基于射线光学方法有效地描述空间中波束的传播，因此，提供了一类分析波束传播的简便方法。其不足之处是对每一个给定的观察点必须进行一次二维或四维的复射线轨迹搜索，这是一个十分花费时间的计算机迭代过程。4 几种方法的比较和进展将有限元法移植到电磁工程领域还是二十世纪六七十年代的事情，他比较新颖。有限元法的优点是适用于具有复杂边界形状或边界条件、含有复杂媒质的定解问题。这种方法的各个环节可以实现标准化，得到通用的计算程序，而且有较高的计算精度。但是这种方法的计算程序复杂冗长，由于他是区域性解法，分割的元素数和节点数较多，导致需要的初始数据复杂繁多，最终得到的方程组的元数很大，这使得计算时间长，而且对计算机本身的存储也提出了要求。对电磁学中的许多问题，有限元产生的是带状（如果适当地给节点编号的话）、稀疏阵（许多矩阵元素是0）。但是单独采用有限元法只能解决开域问题。用有限元法进行数值分析的第一步是对目标的离散，多年来人们一直在研究这个问题，试图找到一种有效、方便的离散方法，但由于电磁场领域的特殊性，这个问题一直没有得到很好的解决。问题的关键在于一方面对复杂的结构，一般的剖分方法难于适用；另一方面，由于剖分的疏密与最终所形成的系数矩阵的存贮量密切相关，因而人们采用了许多方法来减少存储量，如多重网格法，但这些方法的实现较为困难〔6〕。网格剖分与加密是有限元方法发展的瓶颈之一，采用自适应网格剖分和加密技术相对来说可以较好地解决这一问题。自适应网格剖分根据对场量分布求解后的结果对网格进行增加剖分密度的调整，在网格密集区采用高阶插值函数，以进一步提高精度，在场域分布变化剧烈区域，进行多次加密。这些年有限元方法的发展日益加快，与其他理论相结合方面也有了新的进展，并取得了相当应用范围的成果，如自适应网格剖分、三维场建模求解、耦合问题、开域问题、高磁性材料及具有磁滞饱和非线性特性介质的处理等，还包括一些尚处于探索阶段的工作，如拟问题、人工智能和专家系统在电磁装置优化设计中的应用、边基有限元法等，这些都使得有限元方法的发展有了质的飞跃。矩量法将连续方程离散化为代数方程组，既适用于求解微分方程，又适用于求解积分方程。他的求解过程简单，求解步骤统一，应用起来比较方便。然而 77他需要一定的数学技巧，如离散化的程度、基函数与权函数的选取，矩阵求解过程等。另外必须指出的是，矩量法可以达到所需要的精确度，解析部分简单，可计算量很大，即使用高速大容量计算机，计算任务也很繁重。矩量法在天线分析和电磁场散射问题中有比较广泛地应用，已成功用于天线和天线阵的辐射、散射问题、微带和有耗结构分析、非均匀地球上的传播及人体中电磁吸收等。 FDTD用有限差分式替代时域麦克斯韦旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，针对不同的研究对象，可在不同的坐标系中建模，因而具有这几个优点，容易对复杂媒体建模，通过一次时域分析计算，借助傅里叶变换可以得到整个同带范围内的频率响应；能够实时在现场的空间分布，精确模拟各种辐射体和散射体的辐射特性和散射特性；计算时间短。但是FDTD分析方法由于受到计算机存储容量的限制，其网格空间不能无限制的增加，造成FDTD方法不能适用于较大尺寸，也不能适用于细薄结构的媒质。因为这种细薄结构的最小尺寸比FDTD网格尺寸小很多，若用网格拟和这类细薄结构只能减小网格尺寸，而这必然导致计算机存储容量的加大。因此需要将FDTD与其他技术相结合，目前这种技术正蓬勃发展，如时域积分方程／FDTD方法，FDTD／MOM等。FDTD的应用范围也很广阔，诸如手持机辐射、天线、不同建筑物结构室内的电磁干扰特性研究、微带线等〔7〕。复射线技术具有物理模型简单、数学处理方便、计算效率高等特点，在复杂目标散射特性分析等应用领域中有重要的研究价值。典型的处理方式是首先将入射平面波离散化为一组波束指向平行的复源点场，通过特定目标情形下的射线追踪、场强计算和叠加各射线场的贡献，可以得到特定观察位置处散射场的高频渐进解。目前已运用复射线分析方法对飞行器天线和天线罩（雷达舱）、（加吸波涂层）翼身结合部和进气道以及涂层的金属平板、角形反射器等典型目标散射特性进行了成功的分析。尽管复射线技术的计算误差可以通过参数调整得到控制，但其本身是一种高频近似计算方法，由于入射波场的离散和只引入鞍点贡献，带来了不可避免的计算误差。总的来说复射线方法在目标电磁散射领域还是具有独特的优势，尤其是对复杂目标的处理。5 结语电磁学的数值计算方法远远不止以上所举，还有边界元素法、格林函数法等，在具体问题中，应该采用不同的方法，而不应拘泥于这些方法，还可以把这些方法加以综合应用，以达到最佳效果。电磁学的数值计算是一门计算的艺术，他横跨了多个学科，是数学理论、电磁理论和计算机的有机结合。原则上讲，从直流到光的宽频带范围都属于他的研究范围。为了跟上世界科技发展的需要，应大力进行电磁场的并行计算方法的研究，不断拓广他的应用领域，如生物电磁学、复杂媒质中的电磁正问题和逆问题、医学应用、微波遥感应用、非线性电磁学中的混沌与分叉、微电子学和纳米电子学等。参考文献〔1〕文舸一．计算电磁学的进展与展望〔J〕．电子学报，1995，23（10）：62-〔2〕刘圣民．电磁场的数值方法〔M〕．武汉：华中理工大学出版社，1991．〔3〕张成，郑宏兴．小波矩量法求解电磁场积分方程〔J〕．宁夏大学学报（自然科学版），2000，21（1）：76- 〔4〕王长清．时域有限差分(FD-TD)法〔J〕．微波学报，1989，(4):8-〔5〕阮颖诤．复射线理论及其应用〔M〕．成都：电子工业出版社，1991．〔6〕方静，汪文秉．有限元法和矩量法结合分析背腔天线的辐射特性〔J〕．微波学报，2000，16(2):139-〔7〕杨永侠，王翠玲．电磁场的FDTD分析方法〔J〕．现代电子技术，2001，(11):73-〔8〕洪伟．计算电磁学研究进展〔J〕．东南大学学RB （自然科学版），2002，32（3）：335-〔9〕王长清，祝西里．电磁场计算中的时域有限差分法〔M〕．北京：北京大学出版社，1994．〔10〕楼仁海，符果行，袁敬闳．电磁理论〔M〕．成都：电子科技大学出版社，1996．现代电子技术

引言　　光全息学是在现代激光的发现之后才迅速发展起来的，本文将就光全息学的一些主要的研究课题进行探讨，并针对一些应用课题进行研究。现代光全息学的起源，发展和人物，新型应用，本文将告诉你　　　　利用干涉原理，将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，使物光波前的全部信息都储存在记录介质中，这样记录下来的干涉条纹图样称为“全息图”，而当用光波照射全息图时，由于衍射原理能重现出原始物光波，从而形成与原物体逼真的三维象，这个波前记录和重现过程称为“全息术”或“全息照相” 光束　　全息照相由盖伯于1948年提出的，而当时没有足够强的相干辐射源全息研究处于萌芽时期。当时的全息照相采用汞灯为光源，且是同轴全息图，它的+/-1级衍射波是分不开的，即存在所谓的“孪生像”问题，不能获得很好的全息像。这是第一代全息图。　　1960年激光的出现，1962年美国科学家利思和乌帕特尼克斯将通信理论中的射频概念推广到空域中，提出离轴全息术，他用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光，第一代全息图的两大难题因此得以解决，产生了激光记录，激光再现的第二代全息图。　　当代光全息学发展主要课题有：　　球面透镜光学系统　　光源和光学技术　　平面全息图分析　　体积全息图衍射　　脉冲激光全息学　　非线性记录，散斑和底片颗粒噪声　　信息储存　　彩色全息学　　合成全息图　　计算机产生全息图　　复制，电视传输和非相干光全息图　　而伴随光全息学的发展也产生一些光全息技术应用，比如高分辨率成像，漫射介质成像，空间滤波，特征识别，信息储存与编码，精密干涉测量，振动分析，等高线测量，三维图象显示等方面的用途。　　本论文将就当代光全息学的研究与应用两大课题进行学术研究　　　　一．当代光全息学研究　　球面透镜不仅能形成光振幅分布的影象，而且易形成该分布的傅立叶变换图形。因此，用一个简单透镜可使物光在全息平面上成为某原始图形的傅立叶变换。存储在全息图中的变换所具有的特性，在光学图形识别中有重要的应用。透镜，作为形成影象的器件，可以在全息术中用来构成像面全息图。一个透镜可以形成：傅立叶变换和输入复振幅分布的影象　　由于利用激光光源来制作全息图片，使得全息学开始成为一门实用的学科。对形成全息图所用光源提出的要求取决于由于物体和必要的光学部件的安排所决定的参数。　　从单一光源取得物波和参考波有如下图所示两种普通方法：　　A 分波前法　　B 分振幅法　　在光源与全息图之间（通过物表面或参考镜的反射）传播的光线的最大光程差必须小于相干长度。激光的相干性与激光器的振荡模式有关，就全息术而论，它要求在任一个横模振荡的激光器的空间相干的辐射，由于高介模的振荡较不稳定，并有以两个或者多个模式同时振荡的倾向，因此最好的振荡模式是最底阶的模式。　　激光束的输出功率必须分成物体照明波和参考波。若物体要求从不止一个角度（以消除阴影），就需要将激光束分成好几束，一般采用分振幅法，因分振幅法能产生较均匀的照明，而且对光束的展宽要求小，既可以在分配前也可以在分配后展宽。　　平面全息图分析　　用非散射光记录的共线全息图上的条纹间隔与感光乳剂的厚度相比为较宽的。照明这张全息图的波前中的一条光线在通过全息图前只和一条记录条纹相互作用。因此全息图的响应近似于一个有聚焦特性的平面衍射光栅。加伯在分析这些特性时是把这样的全息图严格地当作二维的。用对二维模型分析的结果也很符合实验观察。　　在应用利思与乌帕尼克首先采用的离轴技术所得到的全息图上，其条纹频率则超过共线全息图，超过了量正比于物光束与参考光束之间的夹角。条纹间隔的典型值可以考虑由两平面波的干涉得到。　　正弦强度分布的周期d可以由下式决定：　　2dsinθ=λ， θ为波法线与干涉条纹间的夹角，波长λ，条纹间隔d　　式中当θ=15°，λ=5微米（绿光）时，则d=1微米。记录离轴全息图的感光乳剂的厚度通常为15微米，实际上，在这样的乳剂中记录的全息图已不能当作是二维的了。因此重要的是要记录住平面全息图的分析结果只能准确地应用于使用相当薄的介质所形成的全息图。　　体积全息图衍射　　基本的体积全息图对相干照明的响应可以用偶合波理论来描述。　　假设有两个在yz平面传播的并具有单位振幅的平面波，其进入记录介质并进行干涉的情况，按折射定律，有　　sin /sin =sin /sin =n　　n为记录介质的折射率；及分别表示两个波在空气中与z轴的夹角；及则为两个波在介质中与z轴的夹角。　　布拉格定律可以用空气中的波长，全息片介质折射率写成如下形式：　　 2dsinθ= / 　　体积全息图的特性由布拉格定律确定，因此对照明显示出选择响应。　　　　　　二光全息学典型应用　　高分辨率成像　　当一张全息图用与制作全息图参考光束共轭的光束照明时，在理论上能再现没有像差没有畸变的物波，其投影实象的分辨率仅受全息图边界衍射的限制。由于分辨率将随全息图尺寸的增加而增加。由于全息图可以做的很大，因此可以指望在现场大到5×5厘米时空间频率高到1000线/毫米。显然此种情况下放大率为1，但1：1的高分辨率投影成像，在集成电路的光刻工艺中有重要的潜在应用。将光刻掩模精密成象在半导体薄片上的工作，目前是用接触印象法来完成的。但这方法很快就会使模板损坏。用投影方法将影象转移到薄片上是一理想的可供选择的方法，但要非常优良和非常昂贵的镜头才能使投影的掩模象达到要求的分辨率和视场。　　当用相干光源照明制作全息图时，摄影乳剂的收缩，表面变形，非线性及洽谈噪声源的影响就更大了。它们可使图象产生斑纹，衬度降低和边缘模糊，这些缺陷又是用光刻法制作集成电路所不允许的。新的，更稳定的材料可能是这些问题的解答。　　特征识别　　由空间调制参考波形成的傅立叶变换全息图的许多特性，曾被范德鲁等人用于特征识别。他们采用全息法作成的空间滤波器完成了“匹配滤波”在特征识别中的应用。　　匹配滤波与概念，形成与应用可由下图说明　　　　　　　　　　当要把形成的空间滤波器作为特征识别时，在输入平面内z轴上方部分是一个由平面波透明的，在不透明背景上包含M个透明字符的透明片。我们将这一组字符阵列的透过率表示为　　　　这里所有字符均围绕点对称分布，是阵列中的一个典型字符，其中心在点。另外，在输入平面内处，有一光强度为 δ 的明亮的点光源，并在空间频率面εη面上形成一张傅立叶变换全息图。这一全息图可以看作是t 与δ函数形成的平面波干涉的记录。但是当全息图完成识别功能时，仅由透过t的一小部分，即通过入射平面内的一个或几个字符的光所照明，我们将会看到，在输出平面上我们所关心的再现，是表示识别结果的一个明亮的象点。　　　　信息储存与编码　　全息图既可以存储二维信息也可以存储三维信息。信息可以是彩色的或者编码的，图象的或者字母数字的；可以存储在全息图的表面，或存储在整个体积中；可以为空间上分离的，或者重叠的；可以是永久记录或者是可以消象的。记录的内容可以是彼此无关的或者相互成对的；可以是可辨认的影象或似乎是无意义的图形。　　　　现代光全息学的发展前景十分广阔，而其实用技术必然会实现普及，有识之士当携手共同研究以促进社会进步

军用光学技术论文题目大全及答案高中物理

。。。一般的物理辅导书上都有吧，高中毕业快7年了，不知道现在有哪些辅导书，如果需要难的题目，记得以前有那种物理竞赛题目，拿来做吧！喜欢有挑战性的事是好事，可以增加自己的兴趣，但是难易程度自己掌握，负责容易挫伤自己的自信心，祝楼主好运！

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界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。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。例如，光是找找汽车中的光学知识就有以下几点： 1．汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、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。 2．汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3．汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时，司机不仅要看清前方路面的情况，还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑，从而确保行车安全。 4．轿车上装有茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光，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，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。 5．除大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方，而路上的行人是不可能出现在上方的空中的，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，即使前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。再如下面一个例子：五香茶鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来的温度，还没有收缩，这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩，而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了，这样就使蛋白与蛋壳脱离开来，因此，剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。明白了这个道理，对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西，如果它们是用两种不同材料合在一起做的，那么在选择材料的时候，就必须考虑它们的热膨胀性质，两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时，都广泛采用钢筋混凝土，就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样，尽管春夏秋冬的温度不同，也不会产生有害的作用力，所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。另外，有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。例如，铜片的热膨胀比铁片大，把铜片和铁片钉在一起的双金属片，在同样情况下受热，就会因膨胀程度不同而发生弯曲。利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片，它随着温度的变化，能够自动屈伸，起到自动开启日光灯的作用。这样的例子举不胜举，物理是一门实用性很强的科学，与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。谈到物理学，有些同学觉得很难；谈到物理探究，有同学觉得深不可测；谈到物理学家，有同学更是感到他们都不是凡人。诚然，成为物理学家的人的确屈指可数，但只要勤于观察，善于思考，勇于实践，敢于创新，从生活走向物理，你就会发现：其实，物理就在身边。正如马克思说的：“科学就是实验的科学，科学就在于用理性的方法去整理感性材料”。物理不但是我们的一门学科，更重要的，它还是一门科学。物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略，在比萨大教堂做礼拜时，悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣，后来反复观察，反复研究，发明了摆的等时性；勇于实践的美国物理学家富兰克林，为认清“天神发怒”的本质，在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子，冒着生命危险，利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡，由此发明了避雷针；敢于创新的英国科学家亨利•阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票，准备裁下一枚贴在信封上，苦于没有小刀。找阿察尔借，阿察尔也没有。这位外地人灵机一动，取下西服领带上的别针，在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔，然后，很利落地撕下邮票。外地人走了，却给阿察尔留下了一串深深的思考，并由此发明了邮票打孔机，有齿纹的邮票也随之诞生了；古希腊阿基米德发现阿基米德原理；德国物理学家伦琴发现X射线；……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识，同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁，用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好，这样更牢固。然后，用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳，在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴，软尺的末端固定在轴上，这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时，这位同学受软尺自作的启示，用实验解决了一道习题：用软尺测量物体长度时，若把软尺拉长些，测量值是偏大还是偏小？他做了这样一个模拟实验：在白纸上画一条直线，标上刻度，然后用透明胶粘贴，再扯下来，便做成了“软尺”，用“软尺”不仅找到了上题的答案，而且还清楚地看到分度值变大了，知其然，并知其所以然；学了电学的有关知识后，同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究：当给它加上5V的电压时，蚯蚓迅速分泌粘液，且奋力挣扎，从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时，蚯蚓被电为两截；有同学在测量“4V、5A”的小灯泡的功率，并研究其发光情况时，不满足于给灯泡加上4V的电压，而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验，不断加大灯泡两端的电压，直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断，才停止探究；有同学在学习蒸发的知识时，不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水（其中一滴水滩开），进行聚精会神地观察，然后进行分析、对比，得出影响蒸发的因素；……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。身边的事物是取之不尽的，对与现实生活联系很紧密的物理学科来说，更是时时会用到的，用身边的事例去解释和总结物理规律，学生听起来熟悉，接受起来也就容易了。只要时时留意，经常总结，就会不断发现有利于物理教学的事物，丰富我们的课堂，活跃教学气氛，简化概念和规律。新课标告诉我们“义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活，符合学生认知特点，激发并保持学生的学习兴趣，通过探索物理现象，揭示隐藏其中的物理规律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。” 今天，人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就，如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等，无不是建立在早年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，为今后美好的生活打下扎实的基础。

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1、观察类实验（见第一部分）(1)、高倍镜的使用和观察叶绿体实验原理：叶绿体存在于细胞质基质中，一般是绿色的、扁平的椭球形或球形。步骤：取材（藓类叶）→制片→观察(2)、观察植物细胞的有丝分裂原理：高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，用高倍显微镜观察有丝分裂各个时期细胞内的染色体变化情况，从而识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。步骤：洋葱根尖的培养→装片制作（解离、漂洗、染色、制片）→观察 (3)、观察植物细胞的质壁分离与复原原理：内因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外因为细胞液的浓度与外界溶液的浓度差。步骤：装片→观察说明: (1）在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。 (2）观察类实验应注意的问题①注意取材：根据观察对象采用合适的材料，如观察有丝分裂应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞等。②注意材料处理：根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。③注意制片方法：显微观察实验要用装片，不同材料用不同的制片方法。装片法（把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体），切片法（把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定），压片法（把材料压碎成一薄层．以便观察，如观察根尖有丝分裂）。 ④注意光学显微镜的使用方法。2、鉴定物质成分的生化实验（1）、生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定（2）、DNA的粗提取与鉴定说明: （l）在此类实验中，常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别，针对不同的鉴别对象，采用不同的试剂。归类（见第一部分内容）：（2）鉴别类实验应注意的问题 ①实验结论常根据特定的颜色反应来确定。 ②有些可不设立对照实验，若需设立，应增设一组，加入已知的待检测物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。 ③注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热煮沸等。3、调查实验题种群密度的取样调查原理：在一般情况下，逐一计数某个种群的个体总数是困难的。常常用取样调查法来估计整个种的种群密度。植物种群密度的取样调查常用样方法。动物种群密度的取样调查常用标志重捕法。调查人群中的遗传病流程图：确定调查的目的要求，制定调查的计划（A、以组为单位，确定组内人员 B、确定调查病例 C、制定调查记录表 D、明确调查方式 E、讨论调查时应注意的问题），实施调查活动，整理、分析资料，得出结论、撰写调查报告。初步学会社会科学研究的一般方法。步骤：社会科学研究的一般步骤是：确定研究课题→制定研究计划→收集信息资料→加工分析收集的信息资料→提出论点或假说→撰写研究报告→自我评价。说明: 此类实验常通过调查法，调查法中常使用统计技术和测量技术。注意事项：（1）调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等（2）为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中进行汇总。某遗传病的发病率 = 某种遗传病的患病人数÷某种遗传病的被调查人数×100%调查结果往往与实际水平有一定的差距，要想缩小与实际水平的差距，在调查时应采取哪些措施？随机性调查，调查的群体足够大4、探究性实验与验证性实验探究性实验：指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。验证性实验：指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B” 的形式表述，是根据现有的科学理论、事实．对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释因结论是己知的，因此不存在假设问题（或已有实验过程、结果，在提出假设时，通过验证，得出假设是正确的）实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验过程应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异实验的分组：有实验组和对照组。如果实验中是一个自变量，则分成2组（有时也分成3组），即自变量改变与否；如果是二个自变量，则分成3组，即1、2组的设立是改变其中的一个自变量，第3组是两个自变量改变与否；…… 实验组和对照组的设计是对自变量的处理，对无关变量的应设置在相同的条件下，以免影响自变量对实验的效果。故从实验材料中分析出自变量是实验的关键。实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述实验结果预测对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”，一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题．此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。与实验假设一致（不可与探究性的结果预测相混）实验结论根据可能的实验结果，进行分析。对应实验目的做出肯定结论相同：实验原理、所用材料、方法步骤相同。区别：现象：验证性实验每个装置只出现一种现象，探索性实验分情况说；结论：验证性实验只有一种结论，探索性实验对每种现象分别作以说明，例如必修本上 “探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”。一般的来说，凡是探究性的实验的预测，往往有三种可能性，而作为鉴定性的实验则只有一种可能性，要么就是结论是成立的，要么就是结论不成立的，切记！切记！当然，涉及到具体的实验题时，一般不会面面俱到，也就是以上各项实验要求不会在试题中全部出现，即在题中仅出现其中的部分要求，因此解题时需具体情况具体分析。详见如下分类。（1）验证性生物学实验的几类题型分析A、解释原理与方法型 B、独立设计实验型 C、评价、纠正型 D、续写步骤型应对策略：★看有无对照实验，如果有看对照设计是否合理。 ★看实验是否遵循了单一变量原则。★看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。★看实验仪器、药剂的使用的是否合理。药剂的配备、使用及用量的大小。 ★看实验结果的验证是否合理。（2）探究性生物学实验的几类题型分析高考生物探究实验的基本题型大致有5种：分析——结论、设计——预测、问题——假设、评价——修正和模仿——创新。这5种基本题型的命题立意，遵循科学探究思想，重视考查同学们参与科学探究活动的能力，充分贯彻高中生物学新课程改革的精神，有助于推动新一轮课程改革和高考命题改革的进程。近年来主要以分析——结论、设计——预测的题型为主，有的考题每个题目又包含1～2种组题类型，其中以实验设计或分析结论为主干，而问题——假设、评价——修正等其他编制试题的形式则较少。 A、[分析——结论型] 该题型的特点是试题给出实验的目的、方法和过程，侧重于考查同学们对实验过程的观察与理解、对实验现象的解释和分析以及对实验结论的归纳与总结能力。 B、[设计——预测型] 该题型的特点是试题列出生物科学的结论、事实，要求考生选用适当的实验材料，依据科学的实验原则，设计合理实验步骤，验证生物科学的结论、事实，对实验可能的结果作出预测，并对预测的结果进行解释和分析，推理出实验的结论，侧重于对考生推理能力的考查。 C、[问题——假设型] 该题型的特点是试题陈述生产和生活中的一些生物学问题，要求考生提出合理的假设，选用恰当的方法验证或解释提出的假设，并根据提出的假设作出合理的预测。此类题型重在考查同学们提出问题、解决问题的探究能力，是近年来实验考查的主力题型，从命题技术上看，这类题型是开放性的好题。 D、[评价——修正型] 该题型的特点是试题给出实验的目的，列出一些实验设计的基本思路，考生通过对试题给出的实验思路进行分析，评价能否达到实验的目的，考查了同学们的科学思维的能力和判断推理能力；同时要求考生结合自己的评价，对错误的实验设计加以修正，提出恰当合理的实验思路，是一类较为简单的题型。 E、[模仿——创新型] 该题型的特点是试题先进行原型示范和具体指导，考生从考试的过程中获得能力的提升，考查考生尝试、模仿已有实验的操作，作进一步创新设计，这类题型增强了实验技能性目标的考查，体现终生学习的理念。基于课文实验的创新为备考的重点。

专题七实验专题复习　　一、常规实验的复习：　　1、实验中常用器材和药品的使用：　　一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。因此，如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法，往往能从中发现实验设计的思路和方法，甚至具体的实验步骤。现在总结如下：　　NaOH：用于吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca（OH）2：鉴定CO2　　HCl：解离或改变溶液的pH。 NaHCO3：提供CO2　　滤纸：过滤或纸层析。纱布或尼龙布：过滤　　斐林试剂：可溶性还原性糖的鉴定。碘液：鉴定淀粉。　　苏丹Ⅲ、Ⅳ：脂肪的鉴定。双缩脲试剂：蛋白质的鉴定。　　二苯胺试剂：鉴定DNA。柠檬酸钠：血液抗凝剂。　　NaCl：配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液，可用于动物细胞内液或用于提取DNA。　　琼脂：激素或其它物质的载体，用于激素的转移或培养基。　　亚甲基蓝：用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌（细菌的氧化可使之褪色）。　　酒精：用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。　　蔗糖：配制蔗糖溶液，用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。　　龙胆紫溶液或醋酸洋红或改良苯酚品红染液：碱性染料，用于染色体染色。　　卡诺氏液：固定细胞形态　　2、常规实验方法：　　（1）显微观察法，如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。　　（2）观色法，如观察动物毛色和植物花色的遗传等。　　（3）原子示踪法，如噬菌体浸染细菌的实验，用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。　　（4）等组实验法，如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。　　（5）加法创意法，如用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。　　（6）减法创意法，如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。　　（7）杂交实验法，如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验，小麦的杂交等。　　（8）化学分析法，如番茄和对Ca和Si选择吸收，叶绿体中色素的提取和分离实验等。　　（9）理论分析法，如大、小两种草履虫竞争的实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。　　（10）模拟实验法，如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。　　上述内容基本上可以包括一般的实验方法，通过这次复习理解了这些方法，将有助于认识、分析和设计新的实验内容。此外，上述多数的实验方法有一个共同的特点：就是实验结论的得出，都是一个逻辑推理的过程，或者说都是一个透过现象看到本质的思维推理的过程。因此，在复习中要充分体会和体验这种过程。可以说，构建实验的方法体系，为分析、解决、设计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。　　3、实验中常用的一些基本的实验方法和技术：　　熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用，主要包括以下几个方面：　　（1）关于光学显微镜的使用：[来源:ZCom]　　显微镜的取送：①右手握镜臂；②左手托镜座；③置于胸前。　　显微镜的旋转：①镜筒朝前，镜臂朝后；②置于观察者座位前的桌子上，偏向身体左侧，便于左眼向目镜内观察；③置于桌子内侧，距桌沿5cm左右。　　对光：①转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，然后转动转换器，使低倍物镜对准通光孔；②用手指转动遮光器（或片状光圈），使最大光圈对准通光孔，左眼向目镜内注视，同时转动反光镜，使其朝向光源，使视野内亮度均匀合适。　　低倍物镜的使用：①用手转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐下降，同时两眼从侧面注视物镜镜头，当物镜镜头与载物台的玻片相距2～3mm时停止。②用左眼向目镜内注视（注意右眼应该同时睁着），并转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，直到看清物象为止。如果不清楚，可调节细准焦螺旋，至清楚为止。　　高倍物镜的使用：使用高倍物镜之前，必须先用低倍物镜找到观察的物象，并调到视野的正中央，然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后，视野内亮度变暗，因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面，然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少，但是体积变大。　　反光镜的使用：反光镜通常与遮光器（或光圈）配合使用，以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时，如果视野光线太强，则使用反光镜的平面，如果光线仍旧太强，则同时使用较小的光圈；反之，如果视野内光线较弱，则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。　　镜头的擦拭：①用专门的擦镜纸；②擦镜头时，先将擦镜纸折叠几次，然后朝一个方向擦，不可来回擦或转动擦；③如果镜头被油污污染，则可在擦镜纸上滴几滴二甲苯，然后按上述方法擦拭。　　显微镜的放大对象：是物体的长和宽，不是面积，更不是体积。　　显微镜的焦距问题：物镜离装片的远近，准焦螺旋的使用。　　显微镜使用时物象移动方向：相反，即物象在视野何方，则装片即向该方向移动。　　显微镜使用时异物的判断：目镜、物镜或装片上，通常通过移动玻片（是否在玻片上），转动目镜（是否在目镜上）来判断，剩下在物镜镜上。　　实验后显微镜的安置：显微镜使用完毕后，应将玻片取吓，将其机械部分用白纱布擦拭干净；转动转换器，让两个物镜偏于两旁；转动粗准焦螺旋，使镜筒下降至最低点，将反光镜竖起，蒙上红绸布，然后将显微镜锁入箱内。　　（2）临时装片、切片和涂片的制作：适用于显微镜观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片，在“观察动物如人体血液中的细胞”中要制作血液的涂片等等。　　（3）研磨，过滤：适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入摩擦剂（常用二氧化硅）、提取液和其它必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等。　　（4）解离技术：适用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。　　（5）恒温技术：适用于有酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱，根据题目要求选用。　　（6）纸层析技术：适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条、划滤液细线、层析分离等。　　（7）植物叶片生成淀粉的鉴定：适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。　　另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。　　二、教材实验归类　　（一）显微观察类　　实验名称细胞的状态染色剂生物材料　　观察DNA．RNA　　在细胞中的分布死细胞甲基绿　　吡罗红人的口腔上皮细胞　　观察线粒体 [来源:学科网][来源:学&科&网][来源:ZCom] 活细胞健那绿 [来源:学科网]　　观察细胞的减数分裂死细胞无（为固定装片）蝗虫精母细胞　　低温诱导染色体加倍死细胞改良苯酚品红染液洋葱根尖细胞　　观察细胞的　　有丝分裂死细胞龙胆紫（或　　醋酸洋红）　　观察多种　　多样的细胞活或死细胞　　酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等　　观察叶绿体活细胞藓类的叶（或菠菜叶、黑藻叶）　　观察植物细胞的　　质壁分离与复原活细胞紫色洋葱鳞片叶表皮细胞　　说明：（1）以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。（2）鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。　　（二）鉴定类实验　　1．实验归类　　实验名称鉴定对象试剂颜色生物材料备注　　淀粉的鉴定淀粉碘液蓝色脱色的叶片无　　还原糖的鉴定还原糖斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨　　的匀浆等甲乙液现混　　现用、水浴　　加热　　脂肪的　　鉴定脂肪苏丹Ⅲ　　（或Ⅳ）　　染液橘黄（或　　红）色花生种　　子切片需用高倍　　镜观察　　蛋白质　　的鉴定蛋白质双缩脲　　试剂紫色豆浆、稀　　蛋清等先加A液，　　后加B液，　　摇匀后使用　　尿糖的　　检测葡萄糖葡萄糖　　试纸有色水、葡萄　　糖溶液、　　三份模拟　　“尿样” 无　　叶绿体中　　色素的提取　　和分离四种色素提取液：无水乙醇；分离液：层析液胡萝卜素：　　橙黄色；叶　　黄素：黄色；　　叶绿素a：　　蓝绿色；叶　　绿素b：黄　　绿色新鲜的绿　　叶（如菠　　菜叶）加入二氧化硅是为了研磨得更充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏　　注意问题　　（1）有关蛋白质的鉴定　　①若用蛋清进行蛋白质鉴定时，需将鸡蛋清用水稀释，通常是5 m L蛋白液加入5 mL水，搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不容易刷洗干净。　　②鉴定蛋白质时，向样液中加入2 mL双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入3～4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量，因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。　　（2）叶绿体中色素的提取和分离　　①区分色素提取和分离的原理：色素提取的原理——无水乙醇提取法；色素分离的原理——纸层析法。　　②注意事项：滤液细线要画得细且直，以防止色素带重叠而影响分离效果；待滤液干燥后要再画一两次，目的是积累更多的色素，使分离后的色素带明显。分离色素时，层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离。　　（三）调查类实验　　实验名称调查常见的人类遗传病土壤中动物类群丰富度的研究　　调查对象随机确定的人群；一定数量的家族生活在土壤中的小动物　　调查方法汇总法用取样器取样进行采集　　统计方法发病率＝（患病人数/被调查人数）×100% 记名计算法；目测估计法　　注意事项 ①调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等；②调查某种遗传病的发病率时，要随机抽样调查，且要保证调查的群体足够大 ①取样时应注意随机取样，避免人为心理作用；②动物类群因所取地段不同，可能差异较大；③样土塑料袋上标明取样的地点和时间；④不知名的动物标记为“待鉴定XX”；⑤调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度　　（四）探究类实验　　实验名称自变量因变量无关变量　　通过模拟实验探究膜的透性半透膜两　　侧溶液的　　浓度差漏斗玻璃管液面的上升高度半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件　　探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度　　（至少三种）酶的活性（加碘液后溶液颜色的变化） pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等　　探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH　　（至少三种）酶的活性（气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度）温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等　　探究酵母菌的呼吸方式氧的有无 CO2生成量（澄清石灰水的混浊程度等）；酒精的产生（重铬酸钾检测）葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等　　模拟探究细胞表面积与体积的关系细胞体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等　　探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度　　的生长素　　类似物扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等　　探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等　　探究水族箱中的群落的演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等　　注意问题　　1）探究温度（pH）对酶活性的影响时，必须在达到预设的温度（pH）的条件下，再让反应底物与酶接触，避免在未达到预设的温度（pH）时反应底物已与酶接触发生反应，影响实验结果。　　（2）探究酵母菌的呼吸方式时：①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸（杀死里面的微生物、除去溶液中的空气），等冷却（防止高温杀死酵母菌）后再将食用酵母菌加入；　　②酵母菌培养液应封口放置一段时间后，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。　　（3）探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度　　①装置的设计应有利于观察，如观察促进生根的实验可以用水培法。　　②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。　　（4）探究培养液中的酵母菌数量的动态变化　　①从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻震荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减少误差。　　②该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。　　③对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。　　④实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的，正确的方法是浸泡和冲洗。　　三、实验题解答思路和基本解题技巧：　　1、认真审题——审准实验目的和原理：　　明确验证的“生物学事实是什么，”或“生物学事实”的哪一方面；实验所依据的生物学（或其它知识）原理是什么。如“探索酶活性与温度关系”的实验原理为淀粉遇碘变蓝，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。　　2、找出自变量（实验变量或实验条件）和因变量（反应变量）：　　找出自变量（实验变量或实验条件）和因变量（反应变量），以及影响本实验的无关变量，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”，首先明确该实验的条件是CO2，结果是光合作用（合成有机物），影响结果的条件变化应该是CO2的有无两种情况，那么对照的设计就应该为空白对照。影响实验结果的无关变量有温度、pH、实验用植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸收CO2的NaOH的量及浓度等因素，这些无关变量中任何一种因素的不恰当处理都会影响实验结果的准确性和真实性，因此实验中必须严格控制无关变量，做到平衡和消除无关变量对实验结果的影响。常常采用对照的方法——即在保证各实验组和对照组的无关变量相同的条件下，观察实验变量（实验条件）的不同情况对反应变量（实验结果）的影响。　　3、实验对象和实验条件：　　实验所用的生物学材料，如光合作用所用的叶片、验证质壁分离所用的成熟植物细胞、鉴定脂肪所用的花生种子等。　　实验条件是完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理方法，如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。　　4、设计实验方法和步骤：　　这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、设计对照原则、单一变量原则、可重复性原则，使实验有可信度和说服力。　　注意：①后面步骤中要用到的东西，如果题目没有给出，则必须在前面的步骤中准备好，如实验中要用蔗糖液，而题目中只给出蔗糖，我们就要先配制好蔗糖液；②题目中如果已经给好（如给的是配好的试剂），则不能再配制了。　　5、预测实验结果或分析实验结果：　　二者是有区别的：①预测实验结果——根据实验原理和事物间的相互关系，进行理性分析，从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性，都要事先预测到；②分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系，或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果，对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。　　二者是相反的两个过程：因此解决此类问题时要根据题意注意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果，都要既考虑最后的结果，也要考虑中间步骤的结果。　　6、注意事项和补救措施：　　实验中若要使用有毒物质，应怎么使用？加热酒精应采用水浴法隔水加热。一旦燃烧怎么办？这些注意事项都应该在实验前有所准备，这些方面常常需要相关学科实验能力的渗透。　　实验完毕后如果时间容许，还应该从以下方面来回顾回顾：　　①实验原理及方法是否符合题目要求（正确性）；　　②实验步骤是否科学，有无少做了步骤或顺序颠倒的现象；　　③有无充分利用实验条件或超出题目给的实验条件；　　④有无设置对照（参照系）或可能造成误差；　　⑤有无更为简单的实验方案——创新实验得分；　　⑥实验是否具有偶然性——是否符合可重复性原则；　　⑦实验能否顺利完成；　　⑧实验的安全性如何。　　四、设计型实验题：　　由于高考侧重于对实验能力的考查，设计型实验题是近几年高考的一个热点。因此，我们对实验的复习，应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手，培养我们的实验分析、实验改错、实验设计等实验能力。　　所谓设计型实验题——就是要求考生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要考查我们是否理解实验原理和会分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。　　1、生物学实验的一般程序：　　一个完整的生物学实验包括以下七个基本步骤：　　（1）实验名称、目的：指出是什么实验，明确实验要解决什么问题。　　（2）假设：是“可能会怎么样”，对可见现象提出一种可检测的解释。具体为：　　（3）预期：在检测提出的假设以前，先提出实验的预期结果（一个或几个假定的结果），若预测没有实现，则说明假设不成立；若预测得到实现，则假设成立。　　（4）实施实验过程：根据实验目的和提出的假设，来设计实验的具体方法步骤，并按设计的方案进行操作。　　（5）观察和收集数据：客观如实地观察、记录实验的现象，得出实验结果，并通过一定方式将实验结果呈现出来。　　（6）分析、推论：对记录的数据（包括现象、结果）进行整理分析，进行推导得出结论。　　（7）交流：写出实验报告。　　2、生物学实验设计的要求：　　（1）在实验设计之前，应掌握所研究问题的性质，具备必要的理论知识和基本的实验技能和技术。　　（2）要有明确的实验目的，根据目的确定研究内容。　　（3）实验设计要科学合理，注意设计合适的实验变量，控制其他变量，尽量减少实验误差，确保实验得出明确的结果。　　（4）设计实验要注意设置对照，适当增加重复，保证实验的准确性。　　（5）实验取样要注意典型性和代表性。　　（6）实验设计要考虑运用统计学进行分析的可能性。分析的样本要有一定的数量，使所得数据具有代表性和可靠性。

朋友，你买本题不行吗，咱不差这点钱不是，网上的题不一定精，还是一分钱一分货的说，免费的就更是水货

军用光学技术论文题目大全及答案初中

论文是需要自己好好写的，你可以找些资料，但是不能通过这种途径来获取。你可以从波动光学、几何光学、傅里叶光学等等方面对生活的影响来写。（具体得看你已经学到什么阶段来了，在早期，几何光学对人类的影响比较大，等到波动光学迅速崛起的时候，对几何光学产生了较大的冲击，也对人类社会生活产生了深远的影响，现在傅里叶光学是一门很重要的学科，对各学科都有作用）