医用光学仪器论文1500字怎么写
一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意 (一)机电一体化"的发展历程 数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶 (二)机电一体化"发展趋势 光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统光机电一体化是机电产品发展的重要趋势 自律分配系统化——柔性化未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 “生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
振动,与人类的生产生活息息相关,直接影响生活的品质和生产的质量。比如:空调在工作时外机的振动直接影响噪音的大小,车辆行驶时的振动直接影响驾驶性能与乘坐的舒适度,旋转机械的振动直接反映设备运转的状态,机械加工设备的振动直接影响到加工的精度与有效性,等等。随着技术的发展,特别是人们对生产生活的要求越来越高以及设备朝着大型化、高速化的发展,振动带来的问题越来越突出。为解决这些问题,对振动的测试方法和信号的分析技术提出了更高的要求,比如测量测量精度高、灵敏度高和测量范围宽等等。现在的振动测量方法主要有机械法、电测法和光学法三种。但是,机械法测试时,由测试装置会给工件加上一定的负荷,直接影响测试结果,只适用于低频大振幅的振动测量;电测法的灵敏度高、频率范围宽,但易受到电磁场的干扰;光学法的测量精度高,测量范围广,采用非接触的方式,在精密测量、传感器以及测振仪的标定中得到广泛的应用。针对以上的问题和各测量方法的优缺点,本文提出了一套三维振动测量系统,其采用激光干涉原理和激光多普勒原理的光学法制作的系统,不仅测量精度和灵敏度高,而且能够测量被测物的空间三维振动信息。本文阐述了该系统的硬件和软件部分,对该系统的原理进行了详细的描述。文章引用: 陈康,叶岗,陈士钊,宋云峰,张深逢 基于 LabVIEW 和激光测振仪的三维振动测量系统[J] 仪器与设备,2015, 3(3): 55-
医用光学仪器论文1500字
随着社会的不断进步,人民对提高生活质量的需求,尤其是对视力保健的关注度越来越高。统计数据表明, 中国 在校小学生佩戴眼镜的人数比例达到30%,中学生为50%,而大学生则达到了75%,成为名符其实的眼镜王国”。 一、应社会需求 发展 起来的新学科 1988年,中国计量 科学 研究院(以下简称“计量院”)组织了新中国成立以来首次、也是北京市第一次眼镜市场的产品质量调查。根据英国标准化协会(BSI)的标准,京城20多家大眼镜店被抽查的上千副眼镜的质量合格率不足10%。 为此,我国著名光学专家王大珩院士率先向社会发出呼吁:眼镜是保健用品,不是一般的商品,全社会都应陔关注消费者的视力健康!一些政协委员和人大代表电纷纷提出提案,建议国家有关部门对眼镜行业进行治理和整顿。 眼镜质量问题引起了原国家技术监督局的高度重况和关注.眼镜立即在“质量万里行”活动中被列为重点监督的产品。计量院正是从这时开始涉足眼科光学领计量和检测标准的研究的。近20年过去了,具有中国旖色的眼科光学计量取得了长足的发展和进步。 二、眼科光学与相关产业密切结合、与其他学科相巨交叉 眼科光学是集眼科学、计量学、光学和光学仪器、验光学、眼镜学、像质评价技术、光电检测技术、光谱光度学、神经学、生物学、材料学、制造工艺等为一体的新兴的边缘学科。眼科光学计量是眼科诊断、 治疗 、视力矫正和眼保健的基础保证。 根据国际标准化组织(ISO)的专业划分,至少有五大产业领域与眼科光学密切相关,它们是眼镜镜片、眼科仪器、角膜接触镜、人工晶体和个体眼部防护用品。由此可见,眼科光学又是医疗卫生、眼镜行业和光学 工业 的结合体。 三、具有中国特色的眼科光学计量体系 根据日益增长的国际市场和贸易全球化的需要,20世纪80年代中期,ISO在IS0C172“光学和光子学”标准化技术委员会下面设立了SC7“眼科光学和仪器”标准化分技术委员会。由于信息不畅以及行业划分的制约,中国的眼科光学计量研究与国际IS0C172,sC7的建立虽然同步,却又毫不相干。而国际计量界的同行们,无论是德国联邦物理技术研究院(PTB)、美国国家标准与技术研究院(NIST),还是英国国家物理实验室(NPL),都还没有开展这一领域的研究。 命运注定,中国眼科光学计量的生存、确立和发展必须自主创新。 1。独创性 由于有了计量院这样一支实力雄厚的技术队伍的实质性介入,仅仅十几年,中国已经开始步人国际先进水平的行列。 在国家质检总局的大力支持下.计量院会同全国质监系统先后研究建立了顶焦度计量基准、验光机顶焦度工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准等一系列有代表性的基、标准装置,并在全国范围内建立了具有中国特色的顶焦度量值传递和溯源体系,如图1所示。 纵观国际眼科光学大家庭,中国的眼科光学计量颇具独创性。正如国际计量局局长瓦拉德于2005年下半年参观计量院眼科光学实验室时所说的:“我在你们这里看到了一片新天地。” 2.建标与量值传递的新模式 传统的计量工作,往往是先投入巨资研究检测装置,待建立计量基准或计量标准后,再对社会开展周期检定和量值溯源。 计量院在开展眼科光学计量研究的初期.面临着技术上走哪条路的抉择。由于服科光学计量服务的对象是一个个不同的生命体,从某种意义上说.如果初期没有选择好突破口,计量检定方法不能通过临床医学的考验,就不可能得到今天医学界的承认,更不会被国内外市场广泛使用并接受,也绝无可能发展到今天的规模和水平。回顾 历史 ,眼科光学计量所实现的突破在于: (1)选择了以动态或在线检测为研究目标 事实证明,这种模式能够较好地适应眼镜行业或医学界在使用现场进行动态测量或在线校准和检测的需求显然,传统的、基于静态或分量程的工业计量模式,以及高成本低使用率的计量建标和检定模式.不适于眼科临床医学的需求。而中国自主研发的各种眼科光学计量标准器具,如标准镜片和标准模拟眼等,则以其高科技含量、低成本高使用率、便于携带等显著特点.一下子就被国内外客户广泛接受,并占领了市场。 (2)以Map手段实现量值传递的新模式 面对具有3.6亿用户的眼镜市场,我们只有通过大面积的建标和计量检定,才能有效控制眼镜行业的产品质量,才能保证全国范围内顶焦度量值的统一。而Map了用客传递手段,就像勾画一张全国地图一样,把顶焦度一级或二级标准、验光机顶焦度标准、瞳距仪检定装置、透射比计量标准装置、角膜曲率计检定标准等通过自上而下的逐级推广、很快就覆盖了全国除 台湾 和西藏以外的大部分省、市地区计量所,甚至远销海外。这种新模式,满足了我国眼镜行业分布区域大、计量检定贯穿始终、无所不在的市场的需求。 四、计量基标准与科研成果转化 眼科光学领域内的基本物理量是顶焦度——VertexPowero 围绕着顶焦度这个重要物理量,我国先后研究建立了各项基(标)准,并将其迅速转化为市场上可流通的商用计量标准器具。例如:“顶焦度标准镜片”、“主观式和客观式标准模拟眼”、“接触镜顶焦度专用标准镜片”、“眼镜片透射比测量装置”、“瞳距仪计量检定装置”和“商用瞳距仪样机”、“角膜曲率计标准器”等。 上述计量标准器具均可直接用于对眼科光学计量仪器进行强制检定和计量校准,且具有包容性强、较长期的适应性、研究费用低廉、易于操作和大范围推广等优点,有利于调动地方质监部门的积极性。 上下齐抓共管大好局面的形成,使我国政府对眼科光学领域的产品质量实施市场监督的目标能够落到实处。 五、发挥龙头作用、形成计量院与地方技术机构双赢的局面 眼科光学计量之所以能够在短短十几年里取得如此快速的发展.并为提高我国眼镜行业产品质量的提高作出举足轻重的贡献,除了计量院自身的努力之外,另一个重要的原因就是这项工作得到了全国各地质监部门的积极响应和大力协助。 目前.除台湾、西藏以外的大多数省市级的计量和质检机构都开展了眼科光学计量检定和产品质量监督工作.各地技术机构直接使用计量院提供的计量标准器具。这种“统一研制、统一推广、统一培训、统一周期检定”的“四个统一”模式有效解决了巨大市场需求下的量值溯源和量值统一问题,使将原来看起来十分复杂和困难的技术管理和市场监督工作变得简化和顺畅起来。 眼科光学计量走出了一条计量为国民 经济 服务、为社会发展服务、为提高人民生活质量和身体健康服务的新思路,不但使社会和国民从中受益,也形成了计量院与地方技术机构双赢共进的新局面。 六、中国眼科光学计量研究实现“从零的突破到质变的跨越” 眼科光学计量所走过的路。为计量科学技术的发展开拓了广阔的研究领域,使计量科学更贴近生活,更贴近国民经济。也锻炼和造就了一批了解市场、了解 企业 需求。通过为社会服务而发现和寻找科研方向的新型的科技人员。 顶焦度计量标准(基准)、验光机工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准的相继研发成功。确立了计量院在国内眼科光学领域的“科研龙头”地位.同时。为提高中国在国际眼科光学界的地位赢得了关键的一票。
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。
紫外线 [ultraviolet ray]紫外线是由德国科学家里特发现的紫外线是电磁波谱中波长从0.01—0.40微米辐射的总称。紫外线的波长愈短,对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮,中波则可进入真皮。 紫外线的分类紫外线是波长为100~400nm的电磁波。它又分为:近紫外线UVA,远紫外线UVB和超短紫外线UVC。紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。UVA:能透射到真皮组织下面,导致皮肤松弛、皱纹涌现等恶果。还会使皮肤暗淡无光泽,令皮肤变黑。UVA一年四季都同样猛烈,不分季节时段。 UVB:会令皮肤变干,加速皮肤衰老。人体受UVB长时间辐射后会使皮肤黑色素细胞引起变异,也就是难以消除的太阳斑。但它很容易被云层和其他遮盖物挡住,比UVA穿透力要差。 UVC:UVC在到达地面前基本被臭氧层所吸收,对人体影响不大。紫外线的危害 紫外线强烈作用于皮肤时,可发生光照性皮炎,皮肤上出现红斑、痒、水疱、水肿等;严重的还可引起皮肤癌。 紫外线作用于中枢神经系统,可出现头痛、头晕、体温升高等。作用于眼部,可引起结膜炎、角膜炎,称为光照性眼炎,还有可能诱发白内障。 虽然紫外线在一年四季都存在,冬季太阳光显得比较温和且北方多雾,但紫外线仅仅比夏天弱约20%,仍然会对人体皮肤和眼睛等部位造成很大危害,所以冬季仍需避免紫外线照射。长期紫外线照射最易造成皮肤产生各种色斑。所以,即使是在寒冷的冬天,户外活动时也应涂抹隔离霜或防晒霜。当然,SPF指数在15就足够了。 如果是外出进行滑雪运动或在雪地里长时间停留时,最好还是戴上护眼镜,以防止紫外线和雪地强白光对眼睛的刺激。 近年来,大量化学物质破坏了大气层中的臭氧层,破坏了这道保护人类健康的天然屏障。据国家气象中心提供的报告显示,1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少,在20年间臭氧层减少了14%。而臭氧层每递减1%,皮肤癌的发病率就会上升3%。目前,北京市气象局发布了北京市的紫外线指数,以帮助人们适当预防紫外线辐射。 北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱(0—2级)时对人体无太大影响,外出时戴上太阳帽即可;紫外线达到3—级时,外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜,并在身上涂上防晒霜,以避免皮肤受到太阳辐射的危害;当紫外线强度达到5—6级时,外出时必须在阴凉处行走;紫外线达7—9级时,在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳;当紫外线指数大于等于10时,应尽量避免外出,因为此时的紫外线辐射极具有伤害性其应用方面如下: 化学:涂料固化,颜料固化,光刻 生物学:灭菌 仪器分析:矿石,药物,食品分析 应用:人体保健照射,诱杀害虫,油烟氧化,光触酶(二氧化钛) ★化学-光化学 不饱和聚酯紫外线固化涂料 优点:干燥固化时间很短 没有挥发性溶剂,无公害 不需加热固化 涂料不用密封保存 ★生物-灭菌 细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254~257nm。 细菌吸收紫外线后,引起DNA链断裂,造成核酸和蛋白的交联破裂, 杀灭核酸的生物活性,致细菌死亡。 优点:快速 二次污染 紫外线对常见细菌病毒的杀菌效率(辐射强度:30000µW/cm2) 杀灭对象 秒(S)*细菌类 炭疽杆菌 3 破伤风杆菌 3 痢疾杆菌 5 大肠杆菌 4 葡萄球菌属 3 结核杆菌 4病毒 流感病毒 3 脊髓灰质炎病毒 8 乙肝病毒 8 嗜菌胞病毒 2霉菌孢子 黑曲霉 3-7 毛霉菌属 6 青霉菌属 9-0水藻类 兰绿藻 10-40 线虫卵 4 绿藻 2 原生动物类 0-7鱼类病 白斑病 7 感染性胰坏死 4 病毒性出血病 6 仪器分析 一定强度和波长的紫外线,照射物质(部分物质需要加入荧光染料)时,会物质元素发出荧光(光致发光),根据荧光的颜色,即可判断出该元素的含量。如铅,汞等重金属,农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。 ★黑光灯(紫外线灯)诱虫大部分昆虫的复眼对365nm紫外线特别敏感,在晚上,点燃一只紫外线灯,对昆虫来说犹如光明世界一样。 ★人体保健照射 280~320nm的紫外线称为保健紫外线。 照射皮肤后,使皮肤内的7-脱氢麦角胆固醇,转化为维生素D3和D2,防止佝偻病和职业病(矿工等)。 市面已有保健型紫外线灯供应。 ★油烟氧化-光解氧化技术 用紫外光来改变其油脂的分子链,同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧,将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水,油烟中的有机物被光解氧化,异味也随之消除。 ★光触酶(二氧化钛) 在建筑材料或家用电器材料表面加入(或涂覆)少量的纳米级二氧化钛粉末,在使用过程中,可以吸附挥发性有机物VOC (如甲醛、苯,甲苯、乙醇、氯仿等 ),用紫外线照射后可分解这些有机物。
医用光学仪器论文1500字怎样写
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振动,与人类的生产生活息息相关,直接影响生活的品质和生产的质量。比如:空调在工作时外机的振动直接影响噪音的大小,车辆行驶时的振动直接影响驾驶性能与乘坐的舒适度,旋转机械的振动直接反映设备运转的状态,机械加工设备的振动直接影响到加工的精度与有效性,等等。随着技术的发展,特别是人们对生产生活的要求越来越高以及设备朝着大型化、高速化的发展,振动带来的问题越来越突出。为解决这些问题,对振动的测试方法和信号的分析技术提出了更高的要求,比如测量测量精度高、灵敏度高和测量范围宽等等。现在的振动测量方法主要有机械法、电测法和光学法三种。但是,机械法测试时,由测试装置会给工件加上一定的负荷,直接影响测试结果,只适用于低频大振幅的振动测量;电测法的灵敏度高、频率范围宽,但易受到电磁场的干扰;光学法的测量精度高,测量范围广,采用非接触的方式,在精密测量、传感器以及测振仪的标定中得到广泛的应用。针对以上的问题和各测量方法的优缺点,本文提出了一套三维振动测量系统,其采用激光干涉原理和激光多普勒原理的光学法制作的系统,不仅测量精度和灵敏度高,而且能够测量被测物的空间三维振动信息。本文阐述了该系统的硬件和软件部分,对该系统的原理进行了详细的描述。文章引用: 陈康,叶岗,陈士钊,宋云峰,张深逢 基于 LabVIEW 和激光测振仪的三维振动测量系统[J] 仪器与设备,2015, 3(3): 55-
医用光学仪器论文1500字开头
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。
随着社会的不断进步,人民对提高生活质量的需求,尤其是对视力保健的关注度越来越高。统计数据表明, 中国 在校小学生佩戴眼镜的人数比例达到30%,中学生为50%,而大学生则达到了75%,成为名符其实的眼镜王国”。 一、应社会需求 发展 起来的新学科 1988年,中国计量 科学 研究院(以下简称“计量院”)组织了新中国成立以来首次、也是北京市第一次眼镜市场的产品质量调查。根据英国标准化协会(BSI)的标准,京城20多家大眼镜店被抽查的上千副眼镜的质量合格率不足10%。 为此,我国著名光学专家王大珩院士率先向社会发出呼吁:眼镜是保健用品,不是一般的商品,全社会都应陔关注消费者的视力健康!一些政协委员和人大代表电纷纷提出提案,建议国家有关部门对眼镜行业进行治理和整顿。 眼镜质量问题引起了原国家技术监督局的高度重况和关注.眼镜立即在“质量万里行”活动中被列为重点监督的产品。计量院正是从这时开始涉足眼科光学领计量和检测标准的研究的。近20年过去了,具有中国旖色的眼科光学计量取得了长足的发展和进步。 二、眼科光学与相关产业密切结合、与其他学科相巨交叉 眼科光学是集眼科学、计量学、光学和光学仪器、验光学、眼镜学、像质评价技术、光电检测技术、光谱光度学、神经学、生物学、材料学、制造工艺等为一体的新兴的边缘学科。眼科光学计量是眼科诊断、 治疗 、视力矫正和眼保健的基础保证。 根据国际标准化组织(ISO)的专业划分,至少有五大产业领域与眼科光学密切相关,它们是眼镜镜片、眼科仪器、角膜接触镜、人工晶体和个体眼部防护用品。由此可见,眼科光学又是医疗卫生、眼镜行业和光学 工业 的结合体。 三、具有中国特色的眼科光学计量体系 根据日益增长的国际市场和贸易全球化的需要,20世纪80年代中期,ISO在IS0C172“光学和光子学”标准化技术委员会下面设立了SC7“眼科光学和仪器”标准化分技术委员会。由于信息不畅以及行业划分的制约,中国的眼科光学计量研究与国际IS0C172,sC7的建立虽然同步,却又毫不相干。而国际计量界的同行们,无论是德国联邦物理技术研究院(PTB)、美国国家标准与技术研究院(NIST),还是英国国家物理实验室(NPL),都还没有开展这一领域的研究。 命运注定,中国眼科光学计量的生存、确立和发展必须自主创新。 1。独创性 由于有了计量院这样一支实力雄厚的技术队伍的实质性介入,仅仅十几年,中国已经开始步人国际先进水平的行列。 在国家质检总局的大力支持下.计量院会同全国质监系统先后研究建立了顶焦度计量基准、验光机顶焦度工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准等一系列有代表性的基、标准装置,并在全国范围内建立了具有中国特色的顶焦度量值传递和溯源体系,如图1所示。 纵观国际眼科光学大家庭,中国的眼科光学计量颇具独创性。正如国际计量局局长瓦拉德于2005年下半年参观计量院眼科光学实验室时所说的:“我在你们这里看到了一片新天地。” 2.建标与量值传递的新模式 传统的计量工作,往往是先投入巨资研究检测装置,待建立计量基准或计量标准后,再对社会开展周期检定和量值溯源。 计量院在开展眼科光学计量研究的初期.面临着技术上走哪条路的抉择。由于服科光学计量服务的对象是一个个不同的生命体,从某种意义上说.如果初期没有选择好突破口,计量检定方法不能通过临床医学的考验,就不可能得到今天医学界的承认,更不会被国内外市场广泛使用并接受,也绝无可能发展到今天的规模和水平。回顾 历史 ,眼科光学计量所实现的突破在于: (1)选择了以动态或在线检测为研究目标 事实证明,这种模式能够较好地适应眼镜行业或医学界在使用现场进行动态测量或在线校准和检测的需求显然,传统的、基于静态或分量程的工业计量模式,以及高成本低使用率的计量建标和检定模式.不适于眼科临床医学的需求。而中国自主研发的各种眼科光学计量标准器具,如标准镜片和标准模拟眼等,则以其高科技含量、低成本高使用率、便于携带等显著特点.一下子就被国内外客户广泛接受,并占领了市场。 (2)以Map手段实现量值传递的新模式 面对具有3.6亿用户的眼镜市场,我们只有通过大面积的建标和计量检定,才能有效控制眼镜行业的产品质量,才能保证全国范围内顶焦度量值的统一。而Map了用客传递手段,就像勾画一张全国地图一样,把顶焦度一级或二级标准、验光机顶焦度标准、瞳距仪检定装置、透射比计量标准装置、角膜曲率计检定标准等通过自上而下的逐级推广、很快就覆盖了全国除 台湾 和西藏以外的大部分省、市地区计量所,甚至远销海外。这种新模式,满足了我国眼镜行业分布区域大、计量检定贯穿始终、无所不在的市场的需求。 四、计量基标准与科研成果转化 眼科光学领域内的基本物理量是顶焦度——VertexPowero 围绕着顶焦度这个重要物理量,我国先后研究建立了各项基(标)准,并将其迅速转化为市场上可流通的商用计量标准器具。例如:“顶焦度标准镜片”、“主观式和客观式标准模拟眼”、“接触镜顶焦度专用标准镜片”、“眼镜片透射比测量装置”、“瞳距仪计量检定装置”和“商用瞳距仪样机”、“角膜曲率计标准器”等。 上述计量标准器具均可直接用于对眼科光学计量仪器进行强制检定和计量校准,且具有包容性强、较长期的适应性、研究费用低廉、易于操作和大范围推广等优点,有利于调动地方质监部门的积极性。 上下齐抓共管大好局面的形成,使我国政府对眼科光学领域的产品质量实施市场监督的目标能够落到实处。 五、发挥龙头作用、形成计量院与地方技术机构双赢的局面 眼科光学计量之所以能够在短短十几年里取得如此快速的发展.并为提高我国眼镜行业产品质量的提高作出举足轻重的贡献,除了计量院自身的努力之外,另一个重要的原因就是这项工作得到了全国各地质监部门的积极响应和大力协助。 目前.除台湾、西藏以外的大多数省市级的计量和质检机构都开展了眼科光学计量检定和产品质量监督工作.各地技术机构直接使用计量院提供的计量标准器具。这种“统一研制、统一推广、统一培训、统一周期检定”的“四个统一”模式有效解决了巨大市场需求下的量值溯源和量值统一问题,使将原来看起来十分复杂和困难的技术管理和市场监督工作变得简化和顺畅起来。 眼科光学计量走出了一条计量为国民 经济 服务、为社会发展服务、为提高人民生活质量和身体健康服务的新思路,不但使社会和国民从中受益,也形成了计量院与地方技术机构双赢共进的新局面。 六、中国眼科光学计量研究实现“从零的突破到质变的跨越” 眼科光学计量所走过的路。为计量科学技术的发展开拓了广阔的研究领域,使计量科学更贴近生活,更贴近国民经济。也锻炼和造就了一批了解市场、了解 企业 需求。通过为社会服务而发现和寻找科研方向的新型的科技人员。 顶焦度计量标准(基准)、验光机工作基准、角膜接触镜顶焦度工作基准的相继研发成功。确立了计量院在国内眼科光学领域的“科研龙头”地位.同时。为提高中国在国际眼科光学界的地位赢得了关键的一票。
医用光学仪器论文范文
“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。 物理作为一门实验学科,理论源于实验,学习理论知识的同时,更要注重回归实验。 通过基础物理实验的学习实践,我们增长了理论知识,提高了操作技能,避免了理论与实践的脱节,将从课本上学到的抽象的理论知识同实验操作的具体时间相结合,使理论得到落实和检验,也使实验现象得到升华成为理论。 物理实验是一门说难也难,说易也易的学科。其实,“难者不会,会者不难”。要想做好物理实验,个人认为在实验过程中有很多值得注意的地方,就拿这个“分光仪”实验来说: 对于这个之前没有接触过的实验内容和实验仪器,必须得在实验前真正的预习好实验,把握好实验重点,弄清楚实验的原理,搞清楚实验的具体操作步骤。实验中要用到的光学仪器分光仪构件还是比较复杂的,大大小小有30多个部件,实验中要调节的有一半以上,必须是在实验前,了解此仪器的构造、原理和调节方法,不要等到试验时手足无措。实验前熟练掌握分光仪的调节步骤和注意事项对实验而言,可以说是事半功倍的。 光学仪器第一步基本都是粗调,本实验粗调结果要求达到光轴与主轴垂直,平台平面与主轴垂直。调节望远镜调焦于无穷远时,必须达到’绿十字’与叉丝无视差,否则的话,实验可能不会出现象,或者后面测量时的数据误差会非常大。 除了具体操作外,实验过程中,还要遵守仪器操作规则,爱护实验仪器,精密仪器要轻拿轻放,光学仪器切记用手碰触光学表面。做完实验之后一定要整理好实验器材,本实验的钠光灯要及时关掉,电源也应该在走之前断开插座。这既是对实验的善始善终,也是对实验室负责,对后来做本实验同学的负责,同时也是自身素质的体现。 试验后的报告撰写也是一个重要的环节,一定要独立完成。辛辛苦苦做的实验,一定要进行个人的总结,否则的话,实验的收获可能不是那么的充分。报告撰写中要注意回忆做实验时的场景、操作,将书面的报告立体化,在脑海中重复进行一次实验,这样的话,一次实验就达到了两次的效果。同时,这种联想式回忆,可能得到意想不到的结果,对实验的检验,对实验的改进,也许就有了思路。 事实上,实验中需要注意的细节还有很多很多,虽然都是不起眼的小动作,但是这些细枝末节有时候却关乎实验的成败。这让我们体会到,物理实验需要充分的准备,缜密的思考,精确的操作,灵活地进行数据的处理,全方位的进行误差分析,想方设法进行试验的改进。从实验中来,到实验中去。我们要将浅显的实验结论与实际生产、生活相联系,使实验结论得到升华,以求创新。 “德才兼备,知行合一。”重视理论,立足实践,将理论与实践相结合,或许就能迸发出创新的思维火花。
典型的如放射性化疗,物理学射线在医学领域的应用
医学物理学可归纳为物理学应用的一个支脉,它是将物理学的理论、方法和技术应用于医学而形成的一门新兴边缘学科。换句话说,医学物理学系结合物理学、工程学、生物学等专业,应用于医学上,尤其是在放射医学或激光医学。因此,医学物理学也可与医学电子学(医学器材的研究)、生物医学工程学(工程原理应用于生物与医学),及保健物理学(分析、控制辐射伤害)等学科合作,共同促进医学与生物科技的进步。它的出现大大提高了医学教育水平,促进了临床诊断、治疗、预防和康复手段的改进和更新进程。其主要研究内容有:1、人体器官或系统的机能以及正常或异样过程的物理解释;2、人体组织的物理性质以及物理因子对人体的作用;3、人体内生物电、磁、声、光、热、力等物理现象的认识;4、物理仪器(显微镜、摄谱仪、X线机、CT、同位素和核磁共振仪等)和物理测量技术的医学应用。作为一个独立学科,它形成于本世纪五十年代,1974年国际医学物理组织(IOMP)成立,1986年医学物理分会以中国医学物理学会的名义加入国际医学物理组织。随着近代物理学和计算机科学的迅速发展,人们对生命现象的认识逐步深入,医学的各分支学科已愈来愈多地把他们的理论建立在精确的物理科学基础上,物理学的技术和方法,在医学研究和医疗实践中的应用也越来越广泛。光学显微镜和X射线透视对医学的巨大贡献是大家早已热悉的。光导纤维做成的各种内窥镜已淘汰了各种刚性导管内镜,计算机和X射线断层扫描术(X-CT)、超声波扫描仪(B超)和核磁共振断层成像(MRI)、正电子发射断层显像术(PET)等的制成和应用,不仅大大地减少了病人的痛苦和创伤,提高了诊断的准确度,而且直接促进了现代医学影像诊断学的建立和发展,使临床诊断技术发生质的飞跃。物理学的每一新的发现或是技术发展到每一个新的阶段,都为医学研究和医疗实践提供更先进,更方便和更精密的仪器和方法。可以说,在现代的医学研究和医疗单位中都离不开物理学方法和设备,随着医学科学的发展,物理学和医学的关系必将越来越密切。物理学不仅为医学中病因、病理的研究和预防提供了现代化的实验手段,而且为临床诊断和治疗提供了先进的器械设备。可以说,没有物理学的支持,就没有现代医学的今天。1、光学对医学的影响激光在医学上已广为应用,它是利用了激光在活体组织传播过程中会产生热效应、光化效应、光击穿和冲击波作用。紫外激光已用于人类染色体的微切割,这有助于探索疾病的分子基础。在诊断方面,随着各项激光光谱技术在医学领域运用研究的广泛开展,比如生物组织自体荧光、药物荧光光谱和拉曼光谱在癌肿诊断及白内障早期诊断等方面的研究正在发展之中。激光光学层析(断层)造影(OT)技术正在兴起,它是替代X-CT的新兴的医疗诊断技术。在治疗方面,激光手术已成为常用的实用技术,人们可选用不同波长的激光以达到高效、小损伤的目的。激光已用于心血管斑块切除、眼角膜消融整形、结石粉碎、眼科光穿孔、子宫肌瘤、皮肤痣瘤、激光美容和光动力学治癌(PDT)等方面。在诊断中使用的内窥镜如胃镜、直肠镜、支气管镜等,都是根据光在纤维表面多次发生全反射的原理制成的。医用无影灯、反光镜等也是利用光学原理制成的。近场光学扫描显微镜可直接在空气、液体等自然条件下研究生物标本等样品,分辨率高达20nm以上,已用于研究单个分子,有望在医学领域获得重要应用。利用椭圆偏振光可以鉴定传染病毒和分析细胞表面膜。全息显微术在医学上应用也很广泛。放射性对医学的影响射线在医学领域应用极广,这是基于人体组织经射线照射后会产生某些生理效应。射线可通过反应堆、加速器或放射性核素获得。在病因、病理研究方面,利用放射性示踪技术,使现代医学能从分子水平动态地研究体内各种物质的代谢,使医学研究中的难题不断被攻破。例如弄清了与心血管疾病密切相关的胆固醇生物合成过程。现在放射性示踪已成为现代医学不可缺少的强大武器。放射性在临床诊断上的应用已很普及,例如X光机和医用CT。1895年伦琴在研究稀薄气体放电时发现X射线。X射线发现后仅3个月就应用于临床医学研究,nbsp;X射线透视是根据不同组织或脏器对X射线的衰减本领不同,强度均匀的X射线透过身体不同部位后的强度不同,透过人体的X射线投射到照相底片上,显像后就可以观察到各处明暗不同的像。X射线透视可以清楚地观察到骨折的程度、肺结核病灶、体内肿瘤的位置和大小、脏器形状以及断定