1.物理:关于声学、光学的论文
前几天我自己写的我是高一的酷爱物理这是一篇合写的论文,你自己拆开吧我写了整整4个小时还不算构思 给我最佳吧论文:论声波与电磁波的异同2011年02月15日 分类:个人日记说起波大家一定会想起两种最普通的波:声波和光波(电磁波),很多人将这两者混为一谈,这是错误的。
通俗的说,声波是用来听的,而电磁波是用来看的,当然这样说未免有些不科学。较严格的说,声波是通过介质传播的,而电磁波是通过“场”传播的,这里的场可以是电场、磁场。
声波是由物体的振动引起的,如果物体周围有介质的话,振动就会传给介质,再由介质传给其他物体,换句话说,能量是随着振动在传递。声波是机械波的一种,具有机械波的特性。
声波分为横波和纵波。电磁波的性质要比声波复杂得多,电场或磁场的变化都会引起电磁波,我们知道电路状态发生改变时会引发磁场的变化,变化磁场中的导体会带电,这时的电场也是变化的,会再次产生变化的磁场,换句话说,电磁波的能量是以电与磁的形式交替传播的,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。
由麦克斯韦电磁理论可知,变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体,即电磁场,而变化的电场和变化的磁场总是交替产生的,并且由产生的区域向周围空间传播,这就是电磁波。电磁波在空间中传播不需要介质,它是一种横波,传递着电磁场的能量。
最普通的电磁波是可见光。关于光最早出现两种学说:由惠更斯提出的波动说和曾为牛顿所提倡的微粒说,惠更斯认为光是一种波动,由发光体引起,和声波一样依靠介质来传播,这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射现象被发现后才得到广泛承认,而牛顿认为光是由光源发出的微粒,它从光源沿直线行进至被照物,因此可以想象为一束由发光体射向被照物的高速微粒。
此学说直观地解释了光的直线传播及反射、折射等现象,曾被普遍接受直到19世纪初光的干涉等现象发现后,才被波动说所推翻,但在19世纪和20世纪初,许多有光和物质相互作用的现象,如光电效应,不能用波动说来解释,这促使爱因斯坦于1905年提出光是一种具有粒子性的实物:光子,但这种观念并不摒弃光具有波动的性质,这种关于光的波粒二象性的认识被人们所认可,也是量子理论的基础。声波和电磁波 1、都能反射与折射;2、都有衍射现象(波绕过障碍物继续传播的现象);3、都能叠加(几列波相遇时,每列波都能保持各自原来的传播方向继续传播而不互相干扰,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和);4、都有干涉现象(频率相同的两列波叠加使某些区域的振动加强,使某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象叫做波的干涉);5、都有多普勒效应(由于波源和观察者之间的相对运动,使观察者感到波的频率发生变化的现象叫做多普勒效应,举个例子便是救护车鸣着笛自你面前飞驰而过,你会发现当车距你近时和当车距你远时音调的高低不同)声波和电磁波还有一个很大的差别便是电磁波的速度要比声波快得多。
腹化风雪:本人初次发表论文,请多提意见,谢谢。
2.关于光的论文
光分为人造光和自然光。
我们之所以能够看到客观世界中斑驳陆离、瞬息万变的景象,是因为眼睛接收物体发射、反射或散射的光。光与人类生活和社会实践有着密切的关系。
严格地说,光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。由实验证明光就是电磁辐射,这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。
波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。
红外线和紫外线不能引起视觉,但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域,甚至X射线均被认为是光,而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。
光具有波粒二象性,即既可把光看作是一种频率很高的电磁波(1012~1015赫兹),也可把光看成是一个粒子,即光量子,简称光子。光是地球生命的来源之一。
光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。
光是信息的理想载体或传播媒质。据统计,人类感官收到外部世界的总信息中,至少90%以上通过眼睛…… 光就其本质而言是一种电磁波,覆盖着电磁频谱一个相当宽(从X射线到远红外)的范围,只是波长比普通无线电波更短。
人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。 当一束光投射到物体上时,会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。
光波,包括红外线,它们的波长比微波更短,频率更高,因此,从电通信中的微波通信向光通信方向发展,是一种自然的也是一种必然的趋势。 普通光:一般情况下,光由许多光子组成,在荧光(普通的太阳光、灯光、烛光等)中,光子与光子之间,毫无关联,即波长不一样、相位不一样,偏振方向不一样、传播方向不一样,就象是一支无组织、无纪律的光子部队,各光子都是散兵游勇,不能做到行动一致。
激光——光学的新天地 激光光束中,所有光子都是相互关联的,即它们的频率(或波长)一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。激光就好像是一支纪律严明的光子部队,行动一致,因而有着极强的战斗力。
这就是为什么许多事情激光能做,而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因。
3.初中物理光学成像的论文
光学成像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。
4.写关于光学功能材料的论文,知道的给我一篇,没有的给我些资料,
稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究 摘 要 本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。
以PbF2为基质材料,ErF3为激活剂,YbF3为敏化剂,采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中,制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。
研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明,在1064nm激光激发下,材料可以发射出绿色和红色荧光,是一种新型的红外激光显示材料。
关键字:1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+ Abstract This paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed materials. Key Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+ 目 录 摘要 Abstract 第一章 绪论 1 1.1 稀土元素的光谱理论简介 1 1.1.1 稀土元素简介 1 1.1.2 稀土离子能级 1 1.1.3 晶体场理论 2 1.1.4 基质晶格的影响 2 1.2 上转换发光材料的发展概况 3 1.3 上转换发光的基本理论 4 1.3.1 激发态吸收 4 1.3.2 光子雪崩上转换 4 1.3.3 能量传递上转换 5 1.4 敏化机制与掺杂方式 6 1.4.1 敏化机制 6 1.4.2 掺杂方式 7 1.5 上转换发光材料的应用 8 1.6 本论文研究目的及内容 8 第二章 红外激光显示材料的合成与表征 10 2.1 红外激光显示材料的合成 10 2.1.1 实验药品 10 2.1.2 实验仪器 10 2.1.3 样品的制备 11 2.2 红外激光显示材料的表征 12 2.2.1 XRD 12 2.2.2 荧光光谱 12 第三章 结果与讨论 14 3.1 基质材料的确定 14 3.2 助熔剂的选择 15 3.3 烧结时间的确定 15 3.4 烧结温度的确定 16 3.5 掺杂浓度的确定 17 结 论 21 参考文献 22 致 谢 23第一章 绪论 1.1 稀土元素的光谱理论简介 1.1.1 稀土元素简介 稀土元素是指周期表中IIIB族,原子序数为21的钪(Sc):39的钇(Y)和原子序数57至71的镧系中的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素[1]。 稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态,因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射。
稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。 稀土发光材料具有许多优点: (1)与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具有多种荧光特性; (2)稀土元素由于4f电子处于内存轨道,受外层s和P轨道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱,发光的色纯度高; (3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级; (4)吸收激发能量的能力强,转换效率高; (5)物理化学性质稳定,可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。
1.1.2稀土离子能级 稀土离子具有4f电子壳层,但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒,不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除,可以产生f-f跃迁,4f轨道的主量子数是4,轨道量子数是3,比其他的s,p,d轨道量子数都大,能级较多。
除f-f跃迁外,还有4f-5d,4f-6s,4f-6p电子跃迁。由于5d,6s,6p能级处于更高的能级位置,所以跃迁波长较短,除个别离子外,大多数都在真空紫外区域。
由于4f壳层受到5s2,5p6壳层的屏蔽作用,对外场作用的反应不敏感,所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此,f-f跃迁的光谱为锐线,4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱,因为其他组态是外壳层,受环境影响较大。
稀土离子在化合物中一般出现三价状态,在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁,在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项,但这种方法在电子数多,量子数大时,相当麻烦且容易出错。所以,对稀土离子不太适合。
利用群论方法,采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项,通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量。
5.初二物理光学论文
凸透镜成像凸透镜成像图 物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。
物距越小,像距越大,实像越大。物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。
物距越大,像距越小,虚像越小。 在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像,能用光屏承接;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。
有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”,当然是相对于原物体而言。
平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及小孔成像中所成的实像,无一例外都是倒立的。当然,凹面镜和凸透镜也可以成虚像,而它们所成的两种虚像,同样是正立的状态。
那么人类的眼睛所成的像,是实像还是虚像呢?我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,那么外界物体在视网膜上所成的像,一定是实像。根据上面的经验规律,视网膜上的物像似乎应该是倒立的。
可是我们平常看见的任何物体,明明是正立的啊?这个与“经验规律”发生冲突的问题,实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。 当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像。
可与平面镜所成的虚像对比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。 当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。
当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像。
6.跪求大学物理波动光学论文
并成功地测量了光波波长,T。把电磁理论应用于晶体,对光在晶体中的传播规律给出了严格而圆满的解释,随后A。
波动光学的研究成果使人们对光的本性的认识得到了深化。胡克和R,他用此原理计算了各种类型的孔和直边的衍射图样;衍射光栅已成为分离光谱线以进行光谱分析的重要色散元件。至此,菲涅耳建立了惠更斯-菲涅耳原理。所有这些构成了应用光学的主要内容、纤维光学和非线性光学等新分支,电磁波的作用使带电粒子产生受迫振动并产生次级电磁波,令人信服地解释了衍射现象,首次提出干涉这一术语。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现的颜色,因在关于光与物质相互作用的问题上涉及微观粒子的行为,等等,必须用量子理论才能得到彻底的解决,根据这一模型解释了光的吸收.惠更斯创立了光的波动说,他把物质的宏观性质归结为构成物质的电子的集体行为。杨于1801年最先用双缝演示了光的干涉现象(见杨氏实验);各种偏振器件和仪器用来对岩矿晶体进行检验和测量、色散和散射等分子光学现象.马吕斯发现了反射时的偏振现象(见布儒斯特定律),波动光学又派生出傅里叶光学。这种经典的电磁理论并非十全十美.J。这些发现成为波动光学发展史的起点。1818年关于阿拉戈斑(见菲涅耳衍射)的争论更加强了菲涅耳衍射理论的地位。在应用领域.赫兹用实验方法产生了电磁波.麦克斯韦建立了统一电磁场理论,光的微粒说(见光的二象性)一直占统治地位,人们还发现了一些与光的波动性有关的光学现象,特别在激光器问世后.菲涅耳和D.-J,产生了光的电磁理论,并分析了水波和声波叠加后产生的干涉现象,波动说则不为多数人所接受,从而牢固地确立了波动理论的地位,杨和菲涅耳借助于光为横波的假设成功地解释了这个实验.杨提出了反对微粒说的几条论据,预言了电磁波的存在并给出了电磁波的波速公式。
20世纪50年代开始。17世纪.A,用光的波动理论解释光的干涉。
19世纪60年代.C.R、折射定律和晶体中的双折射现象。随后H,J;衍射理论指出了提高光学仪器分辨本领的途径(见夫琅和费衍射),大大地扩展了波动光学的研究和应用范围.胡克和C,第一次提出波长概念.L,以干涉原理为基础的干涉计量术为人们提供了精密测量和检验的手段(见干涉仪).洛伦兹创立了电子论。光与电磁现象的一致性使人们确信光是电磁波的一种,例如F、衍射和偏振等现象时均获得了巨大成功,H.F.M。17世纪以后的一百多年间.玻意耳分别观察到现称之为牛顿环的干涉现象。19世纪末。惠更斯曾利用波前概念正确解释了光的反射定律,R,光的古典波动理论与电磁理论融成了一体,直到进入19世纪后。1815年,光的波动理论才得到迅速发展.阿拉戈利用杨氏实验装置完成了线偏振光的叠加实验.格里马尔迪首先发现光遇障碍物时将偏离直线传播。1809年E。
1800年,他把此现象起名为“衍射”。这一时期下面能当波动光学说明文
wave optics
以波动理论研究光的传播及光与物质相互作用的光学分支,其精度提高到前所未有的程度
7.关于激光的论文
激光——人类创造的神奇之光 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。
1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。 激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。
它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现,但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践 迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段,去获得空前的效益和成果,从而促进了生产力的发展。 激光的产生原理: 受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”, 一段激活物质就是一个激光放大器。
激光的特点: (一)定向发光 普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出。
激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里。
若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球。 (二)亮度极高 在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍。
因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑明显可见。
若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。
大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高。 (三)颜色极纯 光的颜色由光的波长(或频率)决定。
一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性。
发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光。
单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氪灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色。
由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好。 激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯。
以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2*10-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见,激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。
(四)能量密度极大 光子的能量是用E=hγ来计算的,其中h为普朗克常量,γ为频率。由此可知,频率越高,能量越高。
激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz. 激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量,用做武器也就可以理解了。 目前激光技术及其应用研究内容包括: ⑴超快超强激光:超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主,作为一种独特的科学研究的工具和手段,飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面,即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。
其中飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。 ⑵新型激光器研究:激光测距仪是激光在军事上应用的起点,将其应用到火炮系统,大大提高了火炮射击精度。
激光雷达相比于无线电雷达,由于激光发散角小,方向性好,因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因,激光雷达不存在"盲区",因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。
但由于大气的影响,激光雷达并不适宜在大范围内搜索,还只能作为无线电雷达的有力补足。 ⑶激光医疗:激光在医学上的应用分为两大类:激光诊断与激光治疗,前者是以激光作为信息载体,后者则以激光作为能量载体。
多年来,激光技术已成为临床治疗的有效手段,也成为发展医学诊断的关键技术。它解决了医学。
转载请注明出处众文网 » 光学方向毕业论文(物理:关于声学 光学的论文)