科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片

<正>据国外媒体报道,瑞士联邦理工学院的科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片,证明了爱因斯坦的理论,即光线这种电磁辐射同时表现出波和粒子的特性。"光线同时具有波粒二象性"是现代科学界最令人难以捉摸的观点之一。1905年,爱因斯坦率先描述光线的这种双重状态,试图依此解释光线表现出的一些明显矛盾的行为。但一直以来,科学家从未观察到光线同时以这两种状态存在。     

贪婪光线寻优算法的局部收敛性分析

光线寻优算法局部搜索能力弱和收敛性理论完善困难的问题, 提出一种贪婪光线寻优算法, 并通过理论推导证明了该算法的局部收敛性. 数值实验结果表明, 对于单极值非线性标准测试函数, 与粒子群算法和模拟退火算法相比, 贪婪光线寻优算法具有更高的收敛精度和稳定性.     

球形电磁波集中器内的光线跟踪研究

利用几何光学理论,引入了光线在超介质材料中的哈密顿量,通过求解光线运动方程,获得了光线在三维球形电磁波集中器内的传输轨迹,比较直观地解释了光线在超介质材料,尤其是负折射率材料中的传播过程.计算表明,只有在器件实际尺寸范围内的入射光线会受到影响.当包裹层内介电常数和磁导率为正时,只有在转换区域范围以内的入射光线进入被包裹核内;当包裹层为负折射率材料时,在器件实际尺寸范围内的入射光线都会进入被包裹核,并且随着压缩率的增加,核内的光线逐渐向中心轴线处靠近,实际光线占据的区域向中心轴缩小,核内其他区域由入射波的激发光线占据,并且在器件内部形成循环回路,此部分光线对器件外的光线传输无影响.给出了光线在超介质材料器件中传播轨迹的定量结果,对理解超介质材料中的电磁波传播行为有重要的参考意义.     

离子交换处理的光纤面板内光线传输分析

根据射线光学理论分析了经离子交换处理的光纤面板内光线传输方程的解，结果表明，光线轨迹近似直线。进而得出经这种工艺处理可以增加光纤面板的数值孔径，减少漏光，增强透光率。     

Born-regulated理论中的光线偏转

根据爱因斯坦的引力场理论,当光线通过引力场时受到引力的作用而发生偏转.对光线在引力场中偏转的研究有助于解决引力透镜问题,对研究宇宙中的暗能量也是有意义的.根据Born-regulated引力理论的时空度规来研究光线偏折.推导Born-regulated理论中的光线偏转角为Δφ≈4Mrmin-4Mrmin49k2βr6min.很明显,结果显示当β→0和k→0时,Δφ→4Mrmin,这正是由爱因斯坦理论推导出的结果,说明当参量β→0和k→0时,Born-regulated理论回到爱因斯坦的广义相对论.     

激光探测水下声信息的计算与分析

接收端接收到的光线是随时间变化的,所以通过运算就可以得到水表面微波的频率特性,又由水表面微波理论知道,水表面微波的振动频率等于水下声信号的频率,而水表面微波的频率又跟水表面微波的振动频率存在一定关系,因此,通过统计接收到的光线的变化规律,并根据水表面微波与它的振动频率的关系,就可以得到水下声信号的信息.在此理论的基础上,本文从光学的角度提出了光线分析理论模型,并对这一理论模型进行了分析、计算,为激光探测水下声信息理论的更进一步分析奠定了一定基础.     

光线投射加速算法研究与实现

光线投射算法是医学图像体绘制技术中的经典算法,但绘制速度很慢,文章对其各个环节提出了加速算法,包括设置法向量明暗度查找表,减少投射光线及加快求交采样,并得到了理论验证和实验实现。     

光线示波器直接描绘动态电路的响应

本文简要说明了光线示波器的基本工作原理,应用光线示皮器直接描绘各种RLC路的动态响应曲线,并与理论分析进行了比较。说明光线示波器应用于研究动态电路比传统实验方法迅速、简便、直观,并可能解决任意未知参数系统的时间常数的测定,是研究电路动态过程的一种新方法。     

GRIN介质中的程函方程与光线方程

由变折射率(GRIN)介质中光程的定义, 不需借助近似理论直接推出程函方程（eikonal equation）, 再由程函方程推得光线方程的矢量形式, 并将矢量形式化简为光线方程的标量形式. 应用实例表明该公式更适于已知折射率变化规律的条件下确定光线的轨迹方程.     

球幕鱼眼镜头及其点列图计算

本文讨论了视场等于180度的球幕鱼眼镜头光学设计问题。介绍了它的应用和成像 原理．球幕直径为24米。依据象差渐晕理论追迹了一系列子午和孤矢光线以及空间光线，从 而可以绘制点列图。通过实例给出了有关的象质信息，     

空-地卫星光通信系统中超前对准问题的研究

推导大气光路方程,引入物理名词蒙气差,分别计算上行链路及下行链路的偏转角,说明偏转角存在的原因并提出消除偏转角的可行性方法:通过提高发射角使其光线偏转后能精确对准.     

畴反转晶体棱镜级联矩形电光偏转器的数值分析

为了研究级联棱镜电光偏转器中常用的傍轴近似公式的实际适用条件,采用光线追踪方法,数值分析了两种不同模型矩形偏转器的偏转特性,比较分析了近似公式和数值计算之间的偏差.研究表明:采用傍轴近似,其偏转特性和数值计算值有偏差,具体偏差不仅与施加电场、长宽比有关,还与棱镜的数目、形状有关.棱镜数目越多,误差越小,每个棱镜棱角大小...     

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

微装配检测棱镜机构方位调整及误差分析

棱镜机构是实现对位的关键部件.为提高对位精度,在棱镜的棱脊倾斜和偏转状态下,应用动态光学理论推导出反射光线实际出射方向与理想出射方向的角度偏差以及实际图像与理想图像相对位置偏差的计算公式.提出了利用高精度、高速度的数字测微计和显微视觉系统分别实现棱脊倾角和偏转角的两步检测与调整的方法.通过实验和误差分析,验证了上述计算和调整方法的有效性.     

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

偏转线圈三维磁场的空间谐波展开及其计算

研究了显像管等器件中偏转线圈三维磁场的空间谐波展开技术及其计算,利用空间谐波的正交性,对铁芯所产生的感应磁场强度,推导出了其各次谐波的表达式,它们与铁芯表面感应磁荷的各次谐波是阶数一一对应的,编制了一个偏转线圈三维磁场计算的程序。用此程序计算了一个偏转线圈的例子,取得了很好的结果。这为偏转线圈中三维磁场强度的计算提供了一个快速而较为准确的方法,可用于显像管磁偏转系统的模拟和研制中。     

折射率场中光线偏折的分析方法

本文分析了折射率场中偏折光线与未偏折光线在记录平面上的差异对几种情况下的偏折光线的分析方法进行了讨论,给出了相应的公式。     

Aero-optical wavefront measurement technique based on BOS and its applications

A collimated light beam will be refracted if it propagates through a flow-field with index-of-refraction variations,and its wavefront will be distorted.If we measure the deflection angle of the light beam,the gradient of the wavefront can be obtained using the Malus law,and the wavefront aberration can be computed with a reconstruction algorithm.Two characteristics of background oriented schlieren(BOS) are conducive to wavefront aberration measurement:BOS can be used to measure the deflection angle of a light beam by measuring the displacement field between the reference image and the experiment image.Moreover,in a BOS system of Schlieren mode,only the ray perpendicular to the background image can be captured with a camera.This is helpful to measure wavefront aberrations that occur after a planar wavefront has passed through the flow-field.Based on these characteristics of BOS of Schlieren mode,a new wavefront measurement technique,which is called the BOS-based wavefront technique(BOS-WT),is proposed in this paper.It works by constructing the relationship between the displacement of the background image and the aero-optical wavefront gradient and uses the Southwell wavefront reconstruction algorithm.A BOS-WT system was assembled,and its temporal resolution was found to be 6 ns,and its temporal-correlation resolution reached 0.2 μs.A BOS-WT can measure the time-correlation transient wavefront quantitatively.It is simple and easy to operate.In this paper,we also present a study of the aero-optical performance of supersonic mixing layer based on our BOS-WT transient wavefronts at an interval of 5 μs.The results showed the wavefront was transient and distorted after it had passed through the mixing layer.Through the analysis of the data at the 5 μs interval,the temporal evolution of wavefront can be obtained.     

两单轴晶体界面上光的折射

对两单轴晶体交界面上光的折射，根据光的电矢量满足的边界条件，得到了波法线满足的折射公式，同时，根据度规光学中光线径迹的零测地线方程导出的Fermat原理，推得了光线遵从的折射定律。文章所得解析公式完全可以确定折射光的波法线和光线的方向。     

太阳引力场中的二阶后牛顿光线方程

从含有14个后牛顿参数的太阳度规张量出发，采用一套迭代的方法，推导出了太阳单参考系下的二阶后牛顿光线方程；当其中所含的参数取特定的值时，得到广义相对论中的二阶后牛顿光线方程；当忽略高于1／c^4的项时，二阶后牛顿光线方程退回到经典的一阶后牛顿光线方程．