利用照相机装置探究光的衍射现象

辽宁石油化工大学本科生毕业设计（论文）用纸Ⅱ题目利用照相机装置探究光的衍射现象TITLEStudyingthediffractionoflightbymeansofacamera年月日总结与展望我们生活在一个充满可能，充满未来的时代。在这个时代所有的想法都不是空想。在光的世界，充满着未知与希望，在这个日益发展的时代，光的衍射这一研究具有重要意义。本文基于目前国内外的研究方向及进展，系统的阐明了光的衍射及其应用研究。我们利用照相机装置通过多次实验进行对比以及对不同条件下光的衍射现象进行探究，从而我们得出以下结论。(1)光线的长度与景深，光强的大小，快门的快慢也就是曝光时间的长短有关。在控制其他影响因素不变的情况下，景深越大，光线越长，星芒现象越明显；光强越大，光线越长，星芒现象越明显；曝光时间越长，光线越长，星芒现象越明显。(2)光线的条数与照相机光圈的叶片数量有关，当光圈叶片数为偶数时，拍摄点光源时呈现出来的光芒射线数量与光圈叶片数直接对应，当镜头光圈叶片数为单数时，则会呈现出光圈叶片数双倍的射线。光的衍射是一种奇妙的自然现象，在人们的周围时时刻刻存在，比如在夜晚时，当我们观察路灯或者抬头仰望月亮时，经过一段时间后，会发现有放射性的光芒在它们中散发出来，这些就是光的衍射现象，当我们把眼睛眯小时，光的衍射现象会更明显。人们经过不停的钻研和思考，已经能够利用不同的方法来应用光的衍射现象来探究物理问题。有以下几个应用：(1)利用单缝衍射测量固体物件的膨胀系数。这个应用主要是利用单缝衍射中能够产生明暗条纹的原理。通过测量不同的条纹之间的距离，从而可以进一步的计算出光透射的间隙宽度。但在金属的例子中，随着固体的膨胀，光的间隙会发生变化[5]。因此，通过计算单缝衍射的宽度，可以测量金属的膨胀系数。(2)利用衍射测试涂层的粒度和粒度分布。让光束照射一个含有涂层粉末的容器，光将被散射和衍射。利用激光衍射粒度仪和检测设备采集各个方向的衍射光电信号，并利用建模的方法来分析实验，可以正确的计算出涂料粉末的粒度。同时也可以计算出悬浮液和乳化液等样品中的粒度分布。(3)利用衍射图样能够确定生物DNA结构。利用光的衍射图样与障碍物之间的关系，可以研究DNA的复杂双螺旋结构。通过对原子晶格衍射进行特征射线，我们可以通过不同的衍射模式推断出原子排列的大小和顺序，从而确定DNA的类型。这些技术主要应用于化学生物领域。(4)利用光栅技术来分辨元素。光栅理论的发现和进一步研究是光衍射现象不断研究和发展的结果。利用光栅衍射可以分辨出不同波长的单色光。元素和化合物的波长可以用光谱分析仪测量,通过比较衍射波的强度，可以计算出不同元素的含量和比例[5]。光的衍射这个课题虽然在应用上取得了十分喜人的结果，但是这还只是一个开始，这项研究也永远不会结束，我们要不断的研究理论从而指导实践的进行。如今，人们仍在不断的进行实验探究光的衍射的性质。新的思想和新的发现正在远远不断的涌现，这一研究具有十分巨大的潜力，更多的理论和实践的完成还依赖于人们进一步的研究。参考文献邱勤薇.高中“物理光学”重要知识点的教学研究[D].苏州大学,2012.DeinegaA,ValuevI,PotapkinB,etal.Minimizinglightreflectionfromdielectrictexturedsurfaces[J].JOptSocAmAOptImageSciVis,2011,28(5):770-777.郑光平,李锐锋.单缝衍射测量金属膨胀系数[J].物理实验,2008(09):36-37.PerlEE,LinCT,McmahonWE,etal.UltrabroadbandandWide-AngleHybridAntireflectionCoatingsWithNanostructures[J].IEEEJournalofPhotovoltaics,2014,4(3):962-967.庄世龙.光的衍射现象的研究与应用[D].山东省东营市胜利第一中学,2018.LutomirskiRF,YuraHT.Propagationofafiniteopticalbeaminaninhomogeneousmedium[J].ApplOpt,1971,10(7):1652-1658.吴英.引入傅里叶变换在光学中的意义[J].太原师范学院学报(自然科学版),2010,9(01):101-103.蔡艳丽.基于最短路径射线追踪的木材缺陷二维图像重建研究[D].东北林业大学,2015.施建花.基于Matlab的光单缝衍射的图样表现[J].科技经济市场,2009(09):6-7.刘希,任天航,白翠琴,etal.夫琅禾费衍射光强的反常分布和Matlab模拟[J].物理实验,2013(8):15-19.诸洪莹.应用遗传算法研究用于高密度信息存储的多元环形滤光片[D].浙江工业大学,2007.韩之天,杨磊.用衍射光路分析傅利叶变换的物理意义[J].中国传媒大学学报(自然科学版),2004,11(3):67-74.孙毅涛.用两种不同的分析法处理衍射问题的比较[J].沈阳大学学报(自然科学版),1997(3):11-15.汪兵.衍射场强度的矢量图解法[J].安庆师范学院学报(自然科学版),1999(2):52-54.李岚.浅析矢量图解法在教学中的应用[J].电大理工,2002(4):10-11.常国立.基于机器视觉的商标缺陷采集系统研究与应用[D].中北大学,2018.刘静.浅谈摄影中光圈和快门的使用技巧[D].科技信息,2009,163.董文晓.基于CCD相机测量的LED显示屏亮度和色度均匀性算法研究[D].西安电子科技大学,2012.陈东,张伟,吴雨生,赵建博,金征.结构用锯材表面质量优选设备的设计[J].木材加工机械,2018,29(01):37-39.经雄达.电视新闻摄像的景深控制[J].新闻传播,2013(9):75-75.闫志红.型钢轮廓线结构光检测方法研究[D].天津大学,2010.周章国.水下浮游生物图像实时采集系统研究[D].中国海