单反相机VS 微单相机
单反相机:由于需要放把光导入取景器的反射镜,只能再较前侧放置镜片。 微单相机:由于没有反射镜,不仅在较前侧,在较后侧也可以放置镜片。→可以更自由地光学设计。
利用特殊光学材料校正色差 同时使用低分散的正镜片和高分散的负镜片可以使得色差相互抵消。但是,普通的光学玻璃分散越高,短波长(蓝色)一侧的折射率的变化越大。所以,若使用普通的光学玻璃,即使同时使用低分散的正镜头和高分散的负镜头来抵消色差,蓝色的色差仍然会残留。 使用氟化钙来校正色差的优势: 折射率的波长分散极其地小→发生的色差本身就小 有着异常的部分分散性(蓝色的折射率变化率大)→可以用来校正容易发生残留的蓝色光 作为结晶性材料,红外线、紫外线的透光率较高→适宜作为照相镜片。 在保证高度的色差校正的同时,实现了大幅度的减重。
利用衍射光学元件(DOE)校正色差 衍射时也会发生色差,但是发生的方向和折射时正好相反。利用DOE的较强的色差校正能力,也可以实现高度的色差校正。 同时,使用DOE的光学方案,也可以大大减小系统总长。 镜头的对焦机制 STM(步进马达):利用脉冲信号驱动的马达。 导螺杄型STM:反应性能较好,构造简单,可以实现较平稳的驱动。 齿轮型STM:便于小型马达的设计 USM( Ultrasonic Motor,超音波马达):利用超音波的振动能量转化成推进力来驱动的马达。 环形USM:将执行器的旋转力转化成直线方向驱动镜片。适合大口径、超远摄镜头。 NANO USM:本身在滑杆上直线驱动。适合高精度的微小驱动。
半导体激光器芯片结构示意图 C-lens C-lens本质上是一个平凸透镜。 假设C-lens两侧介质均为空气,则有
G-lens G-lens本质上是一个折射率渐变的自聚焦透镜。 假设C-lens两侧介质均为空气,则有
半导体激光器泵浦的固体激光器的典型结构
斯特恩-盖拉赫实验示意图 在玻尔-索末菲模型中,为了更好地解释塞曼效应和斯塔克效应,就必须假定电子的轨道平面具有特定的“角度”:其法线要么平行于磁场方向,要么和它垂直。而这个听起来很奇怪的理论,很快得到了斯特恩-盖拉赫实验的证实。 斯特恩-盖拉赫实验证实了电子在空间中的运动方向同样是不连续的。 实验原理很简单:电子绕着原子核运行,就相当于一个微弱的闭合电流,会产生一个微小的磁矩,这就使得原子在磁场中会发生偏转,其方向和电子运行的方向有关。 斯特恩和盖拉赫将一束银原子通过一个非均匀磁场,如果电子的运行方向是随意而连续的,那么原子应该随机地向各个方向偏转才对。然而在实验中,两人发现原子束分成有规律的两束,每一束的强度都是原来的一半。很明显,在空间中的电子只有两个特定的角度可取,在往上偏转的那束原子里,所有的电子都是“上旋”,在往下的那束原子里,则都是“下旋”。除此之外,电子的运行就不存在任何其他的角度了。这个实验不仅从根本上支持了玻尔的定态轨道原子模型,而且为后来的“电子自旋”铺平了道路。
迈克尔逊-莫雷实验示意图
迈克尔逊-莫雷实验的本来用意在于探测以太对于地球的漂移速度。在人们当时的观念里,以太代表了一个绝对静止的参考系,而地球穿过以太在空间中运动,就相当于一艘船在高速行驶,迎面会吹来强烈的“以太风”。迈克尔逊在1881年进行了一个实验,想测出这个相对速度,但结果并不十分令人满意。于是他和另外一位物理学家莫雷合作,在1886年安排了第二次实验。这可能是当时物理史上进行过的最精密的实验了:他们动用了最新的干涉仪,为了提高系统的灵敏度和稳定性,他们甚至多方筹措弄来了一块大石板,把它放在一个水银槽上,这样就把干扰的因素降到了最低。 然而实验结果却让他们震惊且失望无比:两束光线根本没有表现出任何的时间差。以太似乎对穿越于其中的光线毫无影响。迈克尔逊和莫雷不甘心地一连观测了四天,本来甚至想连续观测一年以确定地球绕太阳运行四季对以太风造成的差别,但因为这个否定的结果是如此清晰而不容置疑,这个计划也被无奈地取消了。 迈克尔逊-莫雷实验是物理史上最有名的“失败的实验”。它当时在物理界引起了轰动,因为“以太”这个概念作为绝对运动的代表,是经典物理学和经典时空观的基础。而这根支撑着经典物理学大厦的梁柱竟然被一个实验的结果而无情地否定,而这就意味着整个经典物理世界的轰然崩塌。
赫兹证明电磁波存在的实验装置与示意图 赫兹的装置是很简单的:它的主要部分是一个电火花发生器,有两个大铜球作为电容,并通过铜棒连接到两个相隔很近的小铜球上。导线从两个小球上伸展出去,缠绕在一个大感应线圈的两端,然后又连接到一个梅丁格电池上,将这套古装置连成了一个整体。 当合上电路开关,无形的电流穿过装置里的感应线圈,开始对铜球电容进行充电。当电压上升到2万伏左右,两个小球之间的空气就会被击穿,电荷就可以从中穿过,往来于两个大铜球之间,从而形成一个高频的振荡回路(LC回路)。 按照麦克斯韦方程,每当发生器火花放电的时候,在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波。 电磁波的接收器,是一个开口的长方形铜环,在接口处各镶了一个小铜球。如果电磁波真正存在的话,那么它就会飞越空间,到达接收器,在那里感生一个振荡的电动势,从而接收器开口处也会激发出电火花来。而赫兹的实验就真正并且重复观察到了在接收器的两个小铜球之间有微弱的电火花。 接收器是一个隔离系统,既没有电池连接,也没有任何能量来源,从而证明了电磁波的存在。 并且,赫兹把接收器放置在不同的位置,电磁波的表现与理论预测完全一致。根据实验数据,赫兹得出了电磁波的波长,把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的传播速度,这个数值在可容许的误差内恰好等于30万公里/秒,也就是光速。进而麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点儿都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种,只不过可见光的频率正好落在某一个范围内,而能够为我们的眼睛所感觉到罢了。
不同像差的优化手段
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