八年級(jí)物理上 人教版 從小孔成像到全息照相

1、從小孔成像到全息照相從小孔成像到全息照相攝影既能如實(shí)地記錄被攝物的圖象、色彩和尺寸，又是文字語(yǔ)言的重要補(bǔ)充，比語(yǔ)言表述更形象、具體，起到了文字和語(yǔ)言所起不到的獨(dú)特作用，它打破了時(shí)間和空間的限制，能把過(guò)去的事物和瞬息間的事物凝固在一起，使人們能更好地研究過(guò)去的歷史，給科學(xué)研究提供可靠的資料，也給人們的生活增添了無(wú)窮的樂(lè)趣，由于攝影的上述特點(diǎn)，所以在攝影發(fā)明了150年以后的今天，攝影技術(shù)仍為許多行業(yè)不可缺少的一項(xiàng)專門技術(shù)。一、從小孔成像談起

2、一、從小孔成像談起攝影術(shù)的發(fā)展首先是從照相機(jī)的發(fā)明開始的，而照相機(jī)的發(fā)明又與人類對(duì)小孔成像的研究分不開。我國(guó)早在2400年前戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《墨經(jīng)》中就記述了用暗箱攝取影像的小孔成像的原理。沈括（1031—1095），在他的《夢(mèng)溪筆談》中，對(duì)小孔成像理論作了進(jìn)一步分析和解釋。明末、清初將小孔成像原理應(yīng)用于繪畫暗箱已經(jīng)很流行了。在西方關(guān)于小孔成像的記載，最早見(jiàn)于古希臘著名哲學(xué)家、美學(xué)家亞里士多德(Aristotle公元前384—322）的著作中，

3、著名畫家、科學(xué)家達(dá)芬奇（LDavinci1452—1519）也曾用小孔成像描繪景物。小孔暗箱雖能成像并得到應(yīng)用，但其缺點(diǎn)是不能解決影像亮度和清晰度的矛盾，于是出現(xiàn)了有透鏡的暗箱形成的照相機(jī)的雛形。帶透鏡的暗箱雖然能觀察景物。但卻不能把看到的景物永久保存，后來(lái)的人們開始對(duì)影像如何復(fù)制的問(wèn)題進(jìn)行了思考。對(duì)于一些物質(zhì)的觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)陽(yáng)光長(zhǎng)期照射之后，它們會(huì)改變顏色。我國(guó)宋代文人蘇軾所編撰的《物類相感志》中就記述銀鹽變黑現(xiàn)象。1725年，德國(guó)醫(yī)

4、學(xué)教授約翰海因里希舒爾茨發(fā)現(xiàn)，將做粉筆的白粉與硝酸銀混合于玻璃瓶中，被日光照射的一面變成了黑色，未照光的一面為白色，18世紀(jì)末，英國(guó)人托馬斯韋奇伍德，將不透明的樹葉，昆蟲翅膀放在涂有硝酸銀的皮革上，在陽(yáng)光下曝曬后，取下樹葉時(shí)出現(xiàn)了非常優(yōu)美的白色輪廓圖象，白色部分有感光能力也逐漸變黑了，他雖然沒(méi)有找到將圖象固定下來(lái)的方法，但他證實(shí)了攝影方法記錄成像的可能性。1826年，德國(guó)石版印刷工人約瑟夫尼塞福爾尼普斯（JNNiepce1765—183

5、3），用涂有瀝青的合金板放在暗箱中，將鏡頭對(duì)準(zhǔn)他工作的室外，經(jīng)過(guò)8小時(shí)的曝光后，浸入熏衣草油中沖洗，得到了第一幅永久保留下來(lái)的影像照片，此法稱為“日光攝影法”。由于日光攝影法光敏度特別低，不可能成為實(shí)用的攝影方法。法國(guó)發(fā)明家達(dá)蓋爾（LJMDaguerre1789—1851）改用銀鹽，在銅板上涂上碘化銀，感光性能大大提高，而用硫代硫酸鈉溶解未感光的銀鹽就是“定影”，1837年5月達(dá)蓋爾使攝影成為現(xiàn)實(shí)，并命名為“達(dá)1948年，美國(guó)波拉羅(P

6、olawoid)公司首先試制成功的一次成象技木，在十幾秒或幾十秒內(nèi)就可直接從照相機(jī)里取出照片，這是攝影史上劃時(shí)代的發(fā)明。在此基礎(chǔ)上，世界各國(guó)相繼不斷推出各種不同的彩色膠片和彩色相紙。有美國(guó)的柯達(dá)，德國(guó)的矯克發(fā)，日本的富士、柯尼卡，中國(guó)的樂(lè)凱、申光、福達(dá)等。隨著現(xiàn)代科技水平的日新月異，微電腦和激光技術(shù)對(duì)攝影術(shù)產(chǎn)生了不可估量的影響，攝影術(shù)已完全進(jìn)入光學(xué)，精密機(jī)械，電子技術(shù)緊密結(jié)合的時(shí)代，暗房技術(shù)也逐步實(shí)現(xiàn)高度系列化、機(jī)械化和自動(dòng)化，這些條件

7、的具備簡(jiǎn)化了影像的還原過(guò)程，人們可以免去繁雜的技術(shù)處理，攝影術(shù)已成為人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的有力工具。三、全息照相術(shù)的誕生三、全息照相術(shù)的誕生不論是黑白照相，還是彩色照相，它們得到的景物圖象都是二維空間的平面圖景，要想獲得與原物無(wú)異的立體圖景，全息照相全息照相技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。早在1948年，匈牙利出生的英國(guó)物理學(xué)家伽柏（DennisGab1900—1979）為了提高電子顯微鏡電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)就曾提出全息照相的原理，他曾用汞燈

8、作光源拍攝了第一張全息照片，1960年激光出現(xiàn)以后，全息技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，現(xiàn)在已是一門應(yīng)用廣泛的重要領(lǐng)域。全息照相的“全息”是指物體發(fā)出的光波的全部信息：即包括光波的振幅振幅（或強(qiáng)度）和位相；因而全息照相能再現(xiàn)與原物完全無(wú)異的圖景。普通照相使用透鏡成象原理，底片上各處乳劑化學(xué)反應(yīng)的深度直接由原物各處的亮度決定，底片上各點(diǎn)的明暗雖直接記錄了相應(yīng)的射入光波的強(qiáng)度，但丟失了入射光光波的位相信息。由于全息照相的成象原理是把來(lái)自同一激光光源的光