建筑光学技术.doc

题目：光的技术摘要： 我们组研究的内容是光的技术，因为光学技术是世界上应用最广泛，最贴身的技术之一，和我们的工作生活联系密切。我们从建筑，安防，医疗三个方面介绍以光为手段的各种技术。关键词：光学 技术 研究正文： 光学技术是世界上应用最广泛，最贴身的技术之一，和我们的工作生活联系密切。我们介绍的第一类和安防有关，没有光学安防技术，我们出行不利，连地铁安检都别想进行，更别提乘坐飞机火车了；没有光学安防技术，我们财产不保，红外监控系统这种东西根本不存在，扒手横行我们介绍的第二类和建筑有关，没有光学新技术照明系统，我们的照明耗电量激增，专教只能靠上千瓦的白炽灯泡照明，眼睛全毁了；没有高技术夜景照明系统，我们没法儿在建筑立面上布置大型影像，陈旧的霓虹灯时常故障，并且消耗大量电能我们介绍的第三类和医疗有关，没有光学造影技术，骨折了无法对接，牙坏无法确诊，肺炎无法定性，诊断学将出现难题；没有光学手术技术，近视也无法治疗，一切变得艰难起来光的技术范围广大，一时介绍不全，有的还属于高精尖技术。我们只选择此三种最贴身的技术介绍，也算是理论联系实际了。 安防技术是我们最贴身的现代技术，它对于光的技术的依赖是显而易见的。安检机、红外线探测器、红外线监视器是我要介绍的最常用的三种安防设备。安检机普遍应用于空港、客运站等地，用于透视行李，在港口还有用于大型集装箱的安检设备，这些在我们的录像中都有所介绍。安检机主要是应用X光对物体进行透射而成像的，这就要介绍一下X光，因为它作为一种特殊光线被广泛应用到了各个行业，如现在说的安检，还有医学，探伤等等。1895年，德国物理学家伦琴偶然在研究阴极射线管中气体放电现象时无意中发现了一种不可见，但具有穿透性质的射线，因无法解释它的原理，不明它的性质，故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号，称为“X”射线。此后，科学家对X光进行了详细的研究，证实它是一种波长极短，能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0001100nm，医学上应用的X射线波长约在000101nm之间)，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此，X射线除具有可见光的一般性质外，还具有自身的特性。 安检机的射线辐射量很小，但也可以穿透薄的钢板，因此完全可以透射到包裹中的物品，但是不同物品对于射线的反映不同，因此可以把反应相同的一类物质进行绘图便形成了物体的轮廓。由于不同物品对射线的反应不同，又可得到物品的种类。这样便可以轻易的分辨危险品了。通过观察，北京地铁所使用的安检仪屏幕上所描绘的便是包内物品的轮廓，金属物品则用橙色显示出来。根据原理推断，这些图像是计算机根据辐射反应合成的，所以只能根据轮廓和材料判断物质类型，根本无法直观的看到物品的影像（如：纸上的文字）。 红外线报警器咱们学校里多的是，就连咱上课的机房墙上都有好几个。这个的原理很简单，因为红外线是不可见光，所以人眼看不到，但是也具有反射效应。报警器不断向预定区域发射红外线，红外线会被源源不断反射回来，这是报警器不反应。当人走入预定区域时，红外线的反射时间会缩短，也会随着人的行动而改变，这时候红外线报警器就要触发了。咱们机房的报警器当有人从下面走过时，上面的红灯就会闪一下。当然这种设备是不具备成像功能的。红外线摄像机应用就更普遍了，咱们学校也是遍地都是。原来的摄像机都不具有红外线功能，但从几年前开始就全都具备红外线功能了。要说红外线，其实并不是摄像机的一个“功能”，而是它的“本分”。因为摄像机的CCD都能够感受到人眼看不到的红外线，阳光中就含有大量的红外线，所以摄像机成像会出现曝光过度，层次减少，对比增加的情况。因此红外线对于摄影机的成像是有不利影像的，后来人们在镜头上加上了红外线滤镜，成像就清晰自然了。但是夜间，室内漆黑一片，人眼不能够辨识物体，摄像机也同样不能。所以红外线摄像机镜头四周一般具有三四十个红外线灯，来发射人眼不可见的红外线，这时摄像机的红外线滤色片被挂起，就可以拍摄到黑暗环境中的物体了。我用索尼摄像机的夜视模式对准学校的红外线摄像机时，它看起来简直就是一盏明亮的灯，谁还能逃得掉它的眼睛呢。 关于建筑照明的光的技术，我想说说夜景照明。因为室内照明灯具的发展已有百年，我们的教科书上也介绍了包括白炽灯，荧光灯,卤素灯,钠灯等等各种照明光源，我在这里就不再赘述了。上周在电视上的全纪实频道的科技大突破栏目里看到了香港夜景照明工程的介绍，讲解香港的摩天大楼从单独布置夜景照明的阶段向着计算机联网控制阶段发展的进程，大概内容是这样的。香港的摩天大楼曾经单独的布置夜景照明系统，使得建筑在夜晚显得流光溢彩。但是站在维多利亚港口观看夜香港的全景时，感觉此起彼伏毫无规律，显得散乱。这时候工程师希望把所有摩天大楼的夜景照明系统联合起来，统一控制，相互协作，形成一种相互呼应的美仑美奂的效果。巧合的是，这种技术确实存在。2002（不一定准确）年，香港聘请一家澳大利亚公司负责建设香港夜景照明系统。他们先用新型灯具在单体建筑上布置照明系统，这些灯具包括荧光灯，LED,探照灯，投影灯等等。再将这些单体建筑的控制室用网线连接到照明指挥中心，由电脑软件统一调控，这样就可以把所有的摩天大楼的照明系统联合起来，形成相互呼应的和谐效果了。这个电视节目说香港维多利亚港的夜景是世界上最美的，可见美国人对这项技术的评价很高。（遗憾的是没有进行录像，所以在我们的视频中没有这段节目）。我国现在在推行Led照明系统，这个我早就听说过，当年修平安大街的时候安装的红绿灯首次使用了LED灯，新闻里就大肆渲染其长寿的优点。不过一点儿也不夸张，据我观察，平安大街98年修好时安装的信号灯，到08年奥运会之前才更换,用了整十年。最近笔记本液晶背光灯也开始淘汰冷光射线管，开始应用LED背光，说它颜色纯，能耗低，看来LED确实是一项有前途的技术，新闻里还说早晚有一天将要进入家庭，不过现在家里的手电基本已经是LED的了。我就知道现在好多东西在用LED，但是它究竟是什么呢？我在百度百科上找到了它的资料。“就是发光二极管（LED）为发光体的光源。发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。科学家预测，在未来5年，这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。”闹了半天传说中的LED就是那些机器上的红灯，黄灯，随处可见，不是什么新鲜东西，但是为什么都发明了50年了到现在才开始用呢？百科上也给了解释，咱们用的三基色荧光灯用的是红绿蓝，有的是红黄蓝，三个颜色一合就出现了白光。我基本没在什么机子上见过蓝色的二极管，大部分是红的，这便是LED灯的困难所在，就是缺乏蓝色光源。最近科学家发现了一种新的半导体材料，可以用它制造出蓝色的发光二极管，制造白光源的条件就具备了。不过我看现在手电和手机上的LED全都是一个黄色的小扁片儿，据说是用蓝色的二极管加上黄色的滤色片而制成的。但我相信以色彩表现优良著称的LED背光液晶屏应该是用三基色LED制成的。最后就要说说医疗了。X光是最早用于医疗的光学技术之一，今天基于X光的 CT扫描技术也已经普遍用于诊断。激光手术和伽马刀手术则是高能光线用于切割组织的光学技术也已经非常成熟。X光出现有一百多年了，这在前面安检的部分就已经提到。医用透视仪利用的就是X射线的穿透作用，射线对于不同的组织的穿透能力不同，所以能够在底片上或者显示屏上生成人体组织影响，这是一个比较直接的方法，多用于骨科诊断，因为骨骼的任何问题在X光片上的反映都十分明显，其他内脏也可以通过片子造影但是不够直观，不清晰。CT技术就解决的是X光片对于组织病变反映不明显，成像模糊的问题。CT技术也是通过X射线为基础，对人体进行断层扫描，把每层的具体信息都数字化，最后通过计算机将数据整合和绘图，便可以获得组织影响了。医学领域说CT“解剖结构清晰，便于诊断”意思可能就跟我们画图时说的黑白灰关系明确差不多。激光手术技术在我找的录像中已经介绍的很清楚，由于激光的能量接近7EV，而角膜化学键的键能只有不到4EV，所以激光照射角膜就可以对其进行切割。伽马刀也是一样。激光和伽马射线都是高能光线，他们都