八年級物理上 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地記錄被攝物的圖象、色彩和尺寸，又是文字語言的重要補充，比語言表述更形象、具體，起到了文字和語言所起不到的獨特作用，它打破了時間和空間的限制，能把過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窮的樂趣，由于攝影的上述特點，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)展首先是從照相機的發(fā)明開始的，而照相機的發(fā)明又與人類對小孔成像的研究分不開。我國早在2400年前戰(zhàn)國時期《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《夢溪筆談》中，對小孔成像理論作了進一步分析和解釋。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，后來的人們開始對影像如何復(fù)制的問題進行了思考。對于一些物質(zhì)的觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過陽光長期照射之后，它們會改變顏色。我國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世紀末，英國人托馬斯韋奇伍德，將不透明的樹葉，昆蟲翅膀放在涂有硝酸銀的皮革上，在陽光下曝曬后，取下樹葉時出現(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，他雖然沒有找到將圖象固定下來的方法，但他證實了攝影方法記錄成像的可能性。1826年，德國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，將鏡頭對準(zhǔn)他工作的室外，經(jīng)過8小時的曝光后，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，不可能成為實用的攝影方法。法國發(fā)明家達蓋爾（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月達蓋爾使攝影成為現(xiàn)實，并命名為“達1948年，美國波拉羅(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)就可直接從照相機里取出照片，這是攝影史上劃時代的發(fā)明。在此基礎(chǔ)上，世界各國相繼不斷推出各種不同的彩色膠片和彩色相紙。有美國的柯達，德國的矯克發(fā)，日本的富士、柯尼卡，中國的樂凱、申光、福達等。隨著現(xiàn)代科技水平的日新月異，微電腦和激光技術(shù)對攝影術(shù)產(chǎn)生了不可估量的影響，攝影術(shù)已完全進入光學(xué)，精密機械，電子技術(shù)緊密結(jié)合的時代，暗房技術(shù)也逐步實現(xiàn)高度系列化、機械化和自動化，這些條件

7、的具備簡化了影像的還原過程，人們可以免去繁雜的技術(shù)處理，攝影術(shù)已成為人們認識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，要想獲得與原物無異的立體圖景，全息照相全息照相技術(shù)就應(yīng)運而生。早在1948年，匈牙利出生的英國物理學(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（或強度）和位相；因而全息照相能再現(xiàn)與原物完全無異的圖景。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，底片上各點的明暗雖直接記錄了相應(yīng)的射入光波的強度，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自同一激光光源的光