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精通C,C++,python,Erlang。并熟悉各种其他编程语言,用cocos2dx游戏引擎作过几个项目。会MySQL增删改查,了解OpenGL渲染原理。懂单片机,能设计数字电路系统,会画电路图和设计电路板。喜欢了解最新前沿技术,并持续关注和学习新技术。

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我的人工智能梦(二、光)  

2008-05-21 08:58:39|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们都知道,生物之所以能看到物体,并在大脑中形成三维模型影像,那是因为有光的存在,下面我就我所知道的进行一下推广性说明,

光大家都知道是来自核外价电子的激发跃迁时的一种能量释放,它是一种电磁波。只有数的光,如X射线,r射线是来自更深的原子核,这里的细节,我们在需要时再去了解。

初、高中物理课本上的关于光学的知识就差不多够用了。在初中课本上我们学习了光的直线传播,知道了三棱镜的光色散。高中物理课上我们又更深入了解了一下光,知道了光的波粒二象性以及初步的光电效应(在这里提到光电效应是因为CCD摄像机用的就是这种原理)。大学的光学课本里我们主要从光的波动性,波前这方面通过波函数认真的学习了光。并从原子物理学中,量子力学中,更加知道了光的本质和传播。后边我也按自己的学习顺序讲解。

由于初、高中学过的东西时间长了,大概有七、八年了吧,大学时学过的光学也有两年多没有接触了,再说大学玩了三年的魔兽世界。所以在公式计算和祥细的细节一定会有不够全面的地方或者不清楚,但相信大多数的理论关系都还记的很清楚。相信有一定物理基础的人应该都能看的懂吧,自己可能也算半个专业人士吧。呵呵

首先,我们从光的直线传播说起,是否还记得初中物理老师手中的那些镜子,凹面镜、凸面镜以及平面镜,这些镜子都是依靠反射来改变光路的,在透射方面我们有凸透镜、凹面镜和全反射棱镜以及三棱镜等等。当然,有镜就会有像。实物叫原像,通过镜所成的像叫作物像,物像又分为实像和虚像。那么什么是实像,什么是虚像,记得上初中时有就有很多同学搞不明白。呵呵。我初中的物理老师告诉我,要通过光屏再能看到的像叫作实像,他是光线实际汇聚形成的像,通过我们眼睛可以直接看到,并且不能在光屏上成像的像就是虚像,虚像是发散的或者不能汇聚的光线所成的像。人工智能所用的摄像机在CCD屏上形成的像就是实像。

因为我们的目标不是进行光学的系统学习,所以下边我画一下基本的几个光路图,这些图都是我们直线光学少不了的课程。也是一些常用光学设备上常用的原理,如望远镜、显微镜、天文望远镜、摄像机、照像机、潜望镜等等。只是实际中为了减少光的色散问题到设备做了一些细小的改变,如加上增加光透过性的增透膜和使用更溥透镜等。

还有很多复杂的图都想自已画,但没有时间,在网吧上的网。

全反射棱镜主要就用了光从光密质到光疏时入射角小于折射角。当折射角到90度时这个时候的入射角就为临界角。入射角大于临界角时就会有全反射而没有折射光。临界角的大小因光的频率不同而有所不同。频率大的临界角小一点。

球面镜的焦距是球面半径的一半,这个也很好证明。

关于凸透镜成像有一个公式很重要。1/u+1/v=1/f,其中u为物距,v为像距,f为焦距。很好证明,这里我就不说了。

看到光的这些透射和反射性质有时是不是想要知道为什么。那你就要去看原子物理学了。

关于折射,我也不想画图了,太累了,就直接说吧。入射角与出射角的正弦比等于出射介质与入射介质的折射率比。sini/sinr=n2/n1

累了,不想写了,下回接着写吧,今天就到这里。

未完待续。。。

 今天没有代上回写的稿子,就随便写写了,其实做学问是一定要查找大量的文献资料的,我没有时间,没有金钱,所以就自己所学的知识,想到那里,写到那里了。有错的地方,希望大家不要笑话我。呵呵。

大学里的光学,我们主要学了光的偏振和光的波动性,以及激光器原理。

在偏振光方面,有圆偏振光,椭圆偏振光,和线偏振光,我们了解到了一种晶体他有偏振光的各个方向传播速度不同,产生折射率不同,产生的原因是和晶体的晶格有关,想知道更多,去看固体物理吧,我因体物理学的不好,要有时间了再去学。用各方向传播速度不同,把这种晶体做成了一定厚度的溥片(厚度与光波长有关)。使的在一个偏振方向上的光完全不能通过。这就是起偏器或者检偏器,可能也没有我说的这么简单,反正我现在是记不清了,要查资料才能说得清。偏振产生的原因是,光是横波,他不像声波,声波是纵波。

在大学时做过一个物理实验,是声音的磁光调制,把一个导光介质(一般使用铅玻璃)放入强电磁场的线圈中,让光线沿磁场方向通过。使电磁铁的磁场强度根据要传送的声音波形一起变化。用激光做为光源,通过起偏器后通过导光介质,再通过检偏器,再通过光电转换器,把声音的电信号再复原。很有意思的一个实验。用的原理是磁场可以改变偏振光的偏振方向。要知道更细节的理论,去找麦克斯文吧。其实说这么多可能对我们的目标(人工智能)都没有用。但也说不上来什么时候突然就会用上。

下边再说一下,光的波动性,这里主要要了解的是光的干涉和衍射。最后的应用就是反射式的干涉光栅和通透式的衍射光栅。其中主要要了解的是光程差。只要知道了这个概念,干涉和衍射就好理解多了,你会发现,其实出现干涉和衍射是再正常不过的了,要是没有干涉和衍射反而不正常。

光前为球面的为球面光波,光前为平面的为平面光波。光在空间传播其实很复杂的,因为相近波长的光在空间传播的过程中每一个点上它们都会发生干涉。干涉后的光再干涉。在空间会出现很多亮点和暗点。等等。不同波长的光波只是干涉小,但也会有一点点的干涉,这个我们从傅立叶变换就会知道,不同的波可以说成是由很多其他的波合成的。太复杂了,不想说了,要知道去看大学物理中的光学部分吧。我大学没有学好,理论不扎实。我不能给大家解释清楚,请大家原凉。平面光栅现在的技术水平可能以经很不错了,现在有很多人在研究三维光器件呢,好像利用晶体。这个我在电视上看到过。好多外国人都在搞。

 

 

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