時(shí)間:2023-03-23 15:22:09
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關(guān)鍵詞銀幕類型亮度系數(shù)增益
銀幕是指能接受幻燈、投影、電影等設(shè)備所投射出的光束,并在其表面顯示圖像的白色特制平面,也稱之為放映銀幕。它對(duì)放映畫面的亮度、清晰度、對(duì)比度、色彩還原和放映聲音起著重要的作用。要使銀幕達(dá)到良好的放映效果,就必須對(duì)銀幕的種類、光學(xué)原理和使用方法等進(jìn)行充分的研究。
一、銀幕的類型
目前常用的銀幕按幕面的光學(xué)特性分為兩大類:反射式銀幕和透射式銀幕。反射式銀幕不受尺寸限制,但受環(huán)境光線的影響較大,包括各種規(guī)格的手動(dòng)掛幕和電動(dòng)掛幕。如升降幕、支架幕、地拉幕、桌幕、金屬平面幕、弧面幕等。反射式銀幕按照光學(xué)原理分為漫散反射銀幕和方向性漫散反射銀幕。透射型銀幕畫面整體感較強(qiáng),不受環(huán)境光線的影響,能正確反映圖像質(zhì)量,畫面色彩艷麗,形象逼真,包括各種規(guī)格的硬質(zhì)透射幕和軟質(zhì)背投幕。透射式銀幕按照光學(xué)原理多為方向性漫散透射銀幕。
1、漫散反射銀幕
漫散反射銀幕是放映電影和幻燈投影中常用的一種銀幕。其特點(diǎn)是銀幕表面能將照射到幕面上的光線,在較大擴(kuò)散角范圍內(nèi),均勻分散地反射到各個(gè)方向,在銀幕的前方任何不同的角度觀看銀幕影像時(shí),其亮度基本不隨方向和角度而改變,散射角大,顏色準(zhǔn)確自然。
2、方向性漫散反射銀幕
方向性漫散反射銀幕的特點(diǎn)是將照射到幕面上的光線經(jīng)過反射并重新分配后集中于一定方向的角度內(nèi),因而在這個(gè)角度內(nèi)銀幕亮度高,觀眾在這一角度內(nèi)觀看時(shí)圖像清晰明亮:但偏離這一特定的角度時(shí)。銀幕亮度有明顯下降。另外,有一些方向性漫散反射銀幕對(duì)某些顏色具有排斥作用,會(huì)使彩色影像的顏色失真。
3、方向性漫散透射銀幕
方向性漫散透射幕的特點(diǎn)是當(dāng)光線照射到銀幕上時(shí),在以入射光線為中心的立體角內(nèi)都有透射光,在入射光方向上透射光強(qiáng)有最大值,偏離此方向越遠(yuǎn)透射光強(qiáng)越小,因此看起來入射方向最亮,遠(yuǎn)離此方向則變暗。這種幕放映時(shí),可不用遮暗。
二、銀幕的幾個(gè)重要光學(xué)指標(biāo)
1、銀幕的反射系數(shù)、透射系數(shù)和吸收系數(shù)
光線投射到銀幕上,通常分成三部分:一部分被反射,一部分被吸收,還有一部分穿透銀幕。我們分別用反射系數(shù)、透射系數(shù)和吸收系數(shù)表示銀幕材料對(duì)入射光線的反射、透射和吸收程度。
反射系數(shù)=銀幕反射的光通t/照射到銀幕的總的光通量(1)
透射系數(shù)=銀幕透射的光通量/照射到銀幕上總的光通量(2)
吸收系數(shù)=銀幕吸收的光通量/照射到銀幕上總的光通量(3)
對(duì)于任何一種幕面光學(xué)材料,這三個(gè)系數(shù)之和都等于1。
即:反射系數(shù)+透射系數(shù)+吸收系數(shù)=1(4)
各種銀幕的光學(xué)材料都可用上述三種系數(shù)表明其特性,某種材料的吸收系數(shù)大,說明射到它上面的光通量損失大。無論是何種銀幕都要求吸收系數(shù)值越小越好。吸收系數(shù)的大小與銀幕光學(xué)材料的吸光性、厚度和顏色有關(guān):材料吸光性高、厚度大、顏色深,則吸收系數(shù)大。與其它材料相比,白色材料吸收系數(shù)值最小。
反射型銀幕要求反射系數(shù)大,透射系數(shù)盡量小。在同樣的光照條件下,反射系數(shù)越高,銀幕反射的光線就越多。幕面就越亮。透射型銀幕則要求透射系數(shù)盡量大,反射系數(shù)盡量小。
2、銀幕的亮度系數(shù)
銀幕的亮度系數(shù)Rα,就是在同一照明條件和規(guī)定的觀察條件下,當(dāng)入射光線沿銀幕法線方向時(shí),在觀看銀幕一側(cè)與銀幕法線方向成α角方向的銀幕亮度Bα與同樣條件下理想漫散幕的亮度BO的比值。即Rα=Bα/BO(5)
理想漫散幕是抽象的一種理想銀幕,即反射系數(shù)(或透射系數(shù))為1,并且能將全部入射光能量以完全均勻的亮度反射(或透射)到半球空間內(nèi)。
顯然,由式(5)看出亮度系數(shù)Rα是角度α的函數(shù),不同銀幕的亮度系數(shù)Rα可用亮度系數(shù)特性曲線表示,它表明銀幕表面亮度系數(shù)根據(jù)觀察方向不同而變化的情況,如圖1。
(1)當(dāng)銀幕是理想漫散銀幕時(shí):Bα=BO,Rα=1。其特性曲線如曲線1所示。
(2)當(dāng)銀幕是實(shí)際漫散銀幕時(shí),亮度Bα在近法較大幅度內(nèi)與。α角無關(guān),僅在α接近90度時(shí),亮度才有所降低,其特性曲線如曲線2所示。所以漫散反射銀幕的光能量分配在一定范圍內(nèi)是均勻的。觀看者在此范圍內(nèi)觀看銀幕時(shí),亮度大致相同。
(3)當(dāng)銀幕是方向性漫散銀幕時(shí),在銀幕法線(假定入射方向沿法線)方向的某個(gè)范圍內(nèi)Bα可以大于BO,因而Rα>1,但隨著α角的增大,Bα不斷減小,Rα則隨著不斷減小。當(dāng)α超過一定值時(shí),Rα即小于1,其亮度特性曲線如曲線3所示。由于方向性漫散銀幕對(duì)入射的光能量在空間的不同方向上重新分配,光線集中在某個(gè)方向上,其亮度系數(shù)大于1,但是這些方向上的亮度提高是依靠降低其它方向上的亮度來實(shí)現(xiàn)的,反射系數(shù)(或透射系數(shù))并未超過1。
我們把亮度系數(shù)的最大值稱為銀幕的增益。漫反射銀幕典型的亮度增益值在0.8-1.0之間,而方向性漫散銀幕的亮度增益可以從1.4直到2.0,甚至更高。所以方向性漫散銀幕也稱增益銀幕。對(duì)于增益銀幕,我們不能只慮它的增益系數(shù),還要考慮銀幕的亮度特性曲線是否平緩。低增益系數(shù)銀幕的亮度系數(shù)隨著角度的增大降低的幅度較小。高增益系數(shù)銀幕的亮度系數(shù)隨著角度的增大降低的幅度較大。也就是說,對(duì)于高增益銀幕,我們希望其亮度特性曲線越平緩越好。
經(jīng)多年試驗(yàn)和驗(yàn)證,電影界已形成銀幕亮度標(biāo)準(zhǔn),且被全世界采用。在SMPTE公布的與影院放映影片有關(guān)的銀幕亮度標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定銀幕中心亮度為16英尺朗伯(55cd/m2)。邊緣為12英尺朗伯(41.25cd/m2)。這是放映機(jī)上無影片運(yùn)行、白光下所測(cè)得的銀幕亮度值。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)指出銀幕中心亮度不宜過亮,也就是說不應(yīng)有熱點(diǎn)(hotspotting)。通常,銀幕亮度取決于放映機(jī)發(fā)出的光流以及放映燈和銀幕之間的光損失,也就是反光鏡、鏡頭、放映窗玻璃所造成的光損失,以及從銀幕上反射光線的損失。
3、銀幕的散射角
散射角也稱為視角,是指亮度系數(shù)為Rα=0.7Rαmax(Ramax指該銀幕的增益)時(shí)的2a角稱為散射角,如圖1所示。散射角在選擇銀幕時(shí)是一個(gè)重要的光學(xué)參數(shù),觀看者觀看銀幕時(shí),應(yīng)處于散射角范圍內(nèi),這樣才能獲得較為清晰、明亮的圖像。一般來說銀幕的增益越大,散射角越小:增益越小,散射角越大。
4、銀幕的清晰度
銀幕畫面清晰度是放映質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,是指銀幕上影像各細(xì)部影紋及其邊界的清晰程度。通常以解像力來表示,即每毫米可分辨的線條數(shù),單位為線對(duì)\毫米。解像力越高。并且銀幕中心和四周的解像力相差不大,則銀幕上的圖像顯得越清晰。一般來說,銀幕的解像力達(dá)到50線對(duì)\毫米就可以達(dá)到比較良好的圖像清晰度。
三、常用的幾種銀幕
1、白色布幕、白色塑料幕、布基涂塑幕
白色布幕由白布精漂而成l白色塑料幕是由白色聚氯乙烯制成,布基涂塑幕是在幕基(布或其它織物)上噴涂一層白色聚氯乙烯或白色硫酸鋇涂料而成。這些銀幕都屬漫散反射式銀幕,光線反射柔和,亮度均勻,增益不高,對(duì)放映環(huán)境透光遮擋要求嚴(yán),反射系數(shù)在0.7~0.85,散射角在140度左右。
2、金屬銀幕
金屬銀幕均屬方向性漫散反射銀幕,金屬銀幕可提供更大的輻射強(qiáng)度,就像鏡子反射光一樣,這種銀幕的亮度系數(shù)范圍較廣,一般在1.5~10之間。使用這種銀幕時(shí)應(yīng)注意,增益越高,散射角越窄。該銀幕的缺點(diǎn)是密度不易做均勻,從而造成平整度受影響,因此,建議不要用這種材料制作太大的銀幕。
金屬銀幕分為鋁箔反光幕和銀粉幕。鋁箔反光幕是在幕基(如麻布、白細(xì)布、漆布、塑料等材料)上噴涂一層鋁反射層或刷一層鋁粉漆。也可將鋁板表面腐蝕或噴砂形成白色無光澤表面。這種銀幕隨制作工藝不同,反射系數(shù)通常不超過0.65,亮度系數(shù)可在1.5~4.5之間,散射角一般不超過50度。銀粉幕是在幕基上均勻涂上銀粉使之反射投影光。
金屬銀幕中有一種稱為金屬光柵銀幕,它是在幕基上涂布一層含有增塑劑的白色聚氯乙烯,再涂含鋁粉的清漆,干燥后在專門的機(jī)器中加熱到200度C,并壓出光柵網(wǎng)格。這種幕的散射角水平方向?yàn)?000,垂直方向?yàn)?00,在此范圍內(nèi)亮度系數(shù)平均為1.3,在法線方向?yàn)?.5。這個(gè)范圍內(nèi)反射光占全部反射光的81%,占放映機(jī)有效光通量的52%,因而金,屬光柵銀幕光效高,均勻性好。
3、玻璃微珠幕
玻璃微珠幕是在幕基上涂一層白膠漆,然后再均勻噴上一層直徑為0.02~0.03mm的透明玻璃珠,經(jīng)干燥后而成。玻璃微珠幕屬于方向性漫散反射印幕,具有耐老化、不易褪色、色彩還原性好的優(yōu)點(diǎn),銀幕增益為2~4之間,幕前中心亮度為580E左右,反射系數(shù)0.75以下,散射角約為50度左右。此類銀幕玻璃珠直徑越大,散射角越小,亮度系數(shù)越大。這種銀幕不能折疊,不能用手指、鋒利硬物碰觸幕面,否則容易造成污痕和裂紋。
4、穿孔銀幕
通常放映時(shí)為了使聲音與畫面效果配合協(xié)調(diào)一致?lián)P聲器最好放置在銀幕后的正中央處,這時(shí)就會(huì)影響聲音的高頻特性。為了提高聲音保真度,可使用穿孔銀幕。銀幕穿孔既要獲取最佳的聲學(xué)特性,又要使觀眾觀察不到幕孔。穿孔銀幕的構(gòu)造是在幕面均勻打上很多小孔,一般孔的直徑在0.5-1.2mm之間,小孔之間應(yīng)有5.5mm的間隔:小孔面積總和占銀幕面積的2%~5%左右,這樣觀眾在觀看影像時(shí)看不到小孔。穿孔銀幕有不同的幕面構(gòu)造。常見的有橡皮穿孔幕、塑料穿孔幕、玻璃珠穿孔幕、金屬穿孔幕等。銀幕經(jīng)穿孔后,其表面特性不變,只是改變了音響效果。穿孔銀幕因幕面有孔,透光較多,亮度將降低。
5、毛玻璃銀幕
屬方向性漫散透射銀幕,用毛玻璃制成,一般尺寸不大,方向性特別強(qiáng),最大亮度系數(shù)可達(dá)13。
四、銀幕的選擇
銀幕類型、形狀和尺寸三個(gè)因素影響著銀幕上的影像。銀幕的選擇主要依據(jù)放映場(chǎng)所的實(shí)際情況,合理選擇銀幕的類型、銀幕的尺寸和銀幕的形狀。
1、銀幕類型的選擇
方向性漫散反射銀幕,由于亮度系數(shù)大,散射角小,所以適合用于窄而長(zhǎng)的放映場(chǎng)所。對(duì)于寬而短的放映場(chǎng)所,則應(yīng)選擇散射角大、亮度系數(shù)均勻的漫散反射銀幕,這種銀幕能使各個(gè)方位的觀眾都獲得滿意的視覺效果。對(duì)于無任何遮光條件而又明亮的放映場(chǎng)所,可考慮選擇透射式銀幕,其抗雜光干擾性能特別好。放映立體幻燈或電影,則必須選擇金屬銀幕,因?yàn)榻饘巽y幕的反射不改變光的偏振情況,其它材料的銀幕反射改變光的偏振情況。
2、銀幕形狀的選擇
銀幕的外形一般有長(zhǎng)方形和正方形,長(zhǎng)方形適用于電影放映,正方形適用于幻燈、投影放映,銀幕的寬高比例要適合于放映設(shè)備顯示的圖像比例。銀幕大小與影像格式的關(guān)系如表1所示
銀幕形狀還普遍認(rèn)為應(yīng)遵守漫反射銀幕為平面、增益銀幕為弧形這一準(zhǔn)則。其理由是如果漫反射銀幕采用弧形設(shè)計(jì),銀幕上相互之間由于光的散射會(huì)使亮度降低,而且有可能使對(duì)比度下降,所以漫反射銀幕通常為平面設(shè)計(jì),增益銀幕弧深為弦長(zhǎng)的5%(弦高比20:1)。弧形大的銀幕可容納更多的觀眾。所以,選擇弧形銀幕設(shè)計(jì)時(shí)推薦使用增益銀幕。
3、銀幕大小的選擇
1.1類比法在概念教學(xué)中的應(yīng)用
力學(xué)中把忽略體積和形狀,只具有一定質(zhì)量的理想物體稱為質(zhì)點(diǎn),而電磁學(xué)中把忽略體積和形狀,只具有一定電量的理想帶電體稱為點(diǎn)電荷,在光學(xué)中把忽略體積和形狀,只具有一定發(fā)光能力的理想物體稱為點(diǎn)光源,采用類比法講授點(diǎn)光源概念,要求學(xué)生聯(lián)想到:一是把一個(gè)物體看作為一個(gè)點(diǎn)光源,實(shí)際上就是突出物體能發(fā)光和占有位置這兩個(gè)根本性質(zhì),而忽略了物體的體積和形狀;二是能否把一個(gè)物體看作為一個(gè)點(diǎn)光源,具有相對(duì)的意義,同一個(gè)物體,在有的問題中可以看作為點(diǎn)光源,而在另一些問題中則不能,這決定于該物體的體積和形狀在所討論的問題中,是否處于無關(guān)緊要的地位;三是點(diǎn)光源概念的重要性還表現(xiàn)在不能把發(fā)光物體看作為一個(gè)點(diǎn)光源的問題中,可以把該發(fā)光物體分割成很多體元,而每個(gè)體元都足夠小,以致在所討論的問題中可以看作為點(diǎn)光源。對(duì)于每個(gè)這樣的體元,我們可以運(yùn)用點(diǎn)光源的規(guī)律,把得到的所有體元的規(guī)律疊加起來就可以得出整個(gè)發(fā)光物體的規(guī)律,如面光源的等傾干涉正是應(yīng)用此法。再如光線可通過已知的波線進(jìn)行類比,虛物用實(shí)物類比,等傾干涉與等厚干涉之間的類比。運(yùn)用類比法,對(duì)較難理解的物理概念進(jìn)行簡(jiǎn)化物理教學(xué),提高教學(xué)效率,同時(shí)可開闊思路,更多的體現(xiàn)對(duì)抽象物理概念的形象理解,作為教師要善于運(yùn)用類比法進(jìn)行概念教學(xué)。
1.2類比法在理論教學(xué)中的應(yīng)用
物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué),它不僅有一定的知識(shí)內(nèi)容,而且這些內(nèi)容之間存在著必然的內(nèi)在聯(lián)系,并且部分內(nèi)容是貫穿于物理學(xué)的不同學(xué)科之間。將不同學(xué)科之間的類似知識(shí)進(jìn)行類比,給學(xué)生以啟示,使學(xué)生易于掌握新知識(shí),同時(shí)也鞏固了舊知識(shí)。光波與機(jī)械波分屬不同的學(xué)科領(lǐng)域,其物理實(shí)質(zhì)不同,但由于其間存在著相似性和可類比性,故可用學(xué)生熟知的力學(xué)中平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)和波的疊加原理導(dǎo)出惠更斯———菲涅耳原理數(shù)學(xué)表達(dá)式。其后根據(jù)惠更斯———菲涅耳原理表述:波面S上每個(gè)面積元dS都可以看成新的波源,它們均發(fā)出次波,波面前方空間某一點(diǎn)P的振動(dòng)可以由S面上所有面積元所發(fā)出的次波在該點(diǎn)疊加后的合振動(dòng)來表示;最后寫出面積元dS發(fā)出的次波的表達(dá)式,從平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)表達(dá)式用類比法讓學(xué)生想到次波表達(dá)式中振幅、初相位、相位滯后,進(jìn)一步的在具體內(nèi)容中再作較合理的假設(shè)和理解就不難導(dǎo)出次波的表達(dá)式,最終用積分寫出惠更斯———菲涅耳原理數(shù)學(xué)表達(dá)式。運(yùn)用類比法進(jìn)行光學(xué)規(guī)律教學(xué),可把陌生的知識(shí)和熟悉的知識(shí)進(jìn)行對(duì)比,這樣可使學(xué)生能動(dòng)地認(rèn)識(shí)、理解并掌握知識(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),提高獲取知識(shí)的能力,掌握科學(xué)的思維方法,發(fā)展智力,也能使學(xué)生加深對(duì)這些物理事物的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)對(duì)其的記憶。
2邏輯推理法
邏輯推理就是根據(jù)一系列的事實(shí)或論據(jù),使用科學(xué)的推理方法,最后得到結(jié)論的嚴(yán)密的抽象思維過程,也就是在已有的規(guī)律的基礎(chǔ)上結(jié)合一些概念,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推證而得出結(jié)論的方法。半波帶法是指將波面分成環(huán)帶,使相鄰二環(huán)帶邊緣到考察點(diǎn)P光程差為λ2(相位差為π),此法叫菲涅耳半波帶法。通過畫振幅矢量圖可求得菲涅耳圓孔衍射合振幅為Ak=[a1+(-1)k+1ak]2,在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用邏輯推理可求在圓孔內(nèi)包含的不是整數(shù)半波帶時(shí),根據(jù)問題所需采用四分之一波帶法、八分之一波帶法、n分之一波帶法。平行光照明的衍射屏,其中陰影部分為遮擋,圖中標(biāo)出的是該處到場(chǎng)點(diǎn)的光程,b是中心到場(chǎng)點(diǎn)的光程,用矢量圖解法求軸上場(chǎng)點(diǎn)的光強(qiáng)與自由傳播時(shí)之比。1a、b、e中將露出波面按四分之一波帶進(jìn)行分割,用矢量圖解法可求得結(jié)果為2I0、2I0、5I0;1d、f中將露出波面按二分之一波帶進(jìn)行分割,考慮到不是完整半波帶時(shí)振幅按比例減少,用矢量圖解法可求得結(jié)果為I0、I0/16;在圖2.1c中將露出波面按n分之一波帶(n較大波帶面積小)進(jìn)行無限分割,用矢量圖解法可求得結(jié)果為I0。光柵衍射光強(qiáng)的導(dǎo)出中也可用邏輯推理法,在光柵衍射中只打開第一個(gè)狹縫,其余狹縫遮蔽,則在接收屏上呈現(xiàn)單縫夫瑯和費(fèi)衍射圖樣,而后依次打開第二、三、…、N個(gè)狹縫,遮蔽其余狹縫,則每一次在接收屏上呈現(xiàn)與第一次完全一樣的單縫夫瑯和費(fèi)衍射圖樣(位置和光強(qiáng)均一樣),N個(gè)縫同時(shí)打開,在接收屏上的任一位置必是N束光的相干疊加,于是不難得出結(jié)論:光柵衍射是單縫衍射與多光束相干的綜合結(jié)果。根據(jù)振幅A相同且相鄰兩光相位差φ也相等的N束光相干疊加的光強(qiáng)I=A2sin212Nφsin212φ,對(duì)光柵衍射而言,其每一束光的振幅為A用邏輯推理的方法進(jìn)行講解,由最基本的理論入手,依次深入,這種方法可以大大提高學(xué)生解決問題效率,同時(shí)易于學(xué)生接受新知識(shí),還可培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,教學(xué)效果事半功倍。
3近似法
任何真理都是絕對(duì)性和相對(duì)性的統(tǒng)一,光學(xué)理論也不例外。因此,在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí),既要重視知識(shí)的系統(tǒng)性和嚴(yán)密性,又要了解物理理論的近似性。在推導(dǎo)光學(xué)公式和結(jié)論時(shí),如果完全依照實(shí)際情形推導(dǎo),往往是數(shù)學(xué)處理非常繁且難度大,用近似方法處理,簡(jiǎn)化推導(dǎo)過程,而結(jié)果與實(shí)際基本相符。,考慮在近軸遠(yuǎn)場(chǎng)條件下,即rd和rλ時(shí)有r2-r1≈dsinθ≈dtgθ=dyr0,進(jìn)一步考慮r0d時(shí)又有sinθ≈tgθ=yr0,于是建立起光程差r2-r1與位置坐標(biāo)y之間的關(guān)系,為得出楊氏雙縫干涉用位置坐標(biāo)表示強(qiáng)弱和解決有關(guān)復(fù)雜問題建立起重要的關(guān)系式。厚干涉中的光程差Δ=n2(AB+BC)-n1CD-λ2,因薄膜很薄,且兩個(gè)表面夾角很小,近似認(rèn)為與等傾干涉時(shí)光程差的表達(dá)式一樣,即Δ=2n2d0cosi2-λ2,據(jù)此能做出更多的近似,只要滿足薄膜很薄,兩個(gè)表面夾角很小,對(duì)任意形狀的薄膜其光程差為Δ=2n2d0cosi2-λ2,這種近似的方法對(duì)處理同類問題帶來便利,且辦法簡(jiǎn)單適用。菲涅耳衍射中,用半波帶法可知菲涅耳圓孔衍射合振動(dòng)振幅Ak=[a1±ak]2,如果圓孔的半徑為無限大,近似認(rèn)為ak≈0,則A∞≈a12,可說明沒有遮蔽的整個(gè)波面對(duì)P點(diǎn)的作用等于第一個(gè)波帶在該點(diǎn)作用的一半,也就說明光能的傳播幾乎是沿直線進(jìn)行的,從而得出幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在圓孔的線度趨于無限大時(shí)的極限,對(duì)于圓屏衍射合振動(dòng)振幅Ak=ak+12,圓屏的半徑為無限大時(shí)作近似ak+1≈0,A∞≈0,又一次說明了幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在圓屏的線度趨于無限大時(shí)的極限。又在夫朗和費(fèi)衍射中,對(duì)單縫衍射光強(qiáng)為珋Ip=Iosin2πbsinθλπbsinθ()λ2,在障礙物縫的線度b遠(yuǎn)大于光的波長(zhǎng)λ時(shí),除θ=0°處光強(qiáng)為Io外,其余位置光強(qiáng)珋Ip≈0,再次說明幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在障礙物單縫的寬度b趨于無限大時(shí)的極限,同理在夫朗和費(fèi)的圓孔、光柵衍射中用障礙物線度趨于無限大時(shí),從近似后的表達(dá)式也能得出類似的結(jié)論,綜上用近似的方法得出幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在障礙物的線度趨于無限大時(shí)的極限的結(jié)論。通過近似方法處理光學(xué)問題,緊抓問題的關(guān)鍵,合理近似,能達(dá)到求解過程簡(jiǎn)單,學(xué)生理解容易,所得結(jié)論與實(shí)際符合,物理涵義深刻,是一簡(jiǎn)單實(shí)用的好方法。
4結(jié)語(yǔ)
昆蟲的復(fù)眼結(jié)構(gòu)為由聚集在一起的一簇“小眼”所構(gòu)成。在自然界中,昆蟲復(fù)眼都是曲面的,通過排布在曲面上的小眼可以將整個(gè)視場(chǎng)分成若干部分,每個(gè)小眼對(duì)應(yīng)一定的視場(chǎng)角,只負(fù)責(zé)觀察視場(chǎng)中的一小部分。在每個(gè)小眼后面都有對(duì)應(yīng)的視覺細(xì)胞,其作用相當(dāng)于成像系統(tǒng)的探測(cè)器,每個(gè)小眼對(duì)外部空間所成的像在這里進(jìn)行處理,將不同小眼的像接合在一起就形成了整個(gè)視場(chǎng)的完整像[1]。目前,復(fù)眼結(jié)構(gòu)光學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)大量的運(yùn)用于光學(xué)感應(yīng)、機(jī)械視覺、智能機(jī)器人視覺系統(tǒng)。復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)不僅在航空領(lǐng)域具有很好的發(fā)展?jié)摿Γ部梢詰?yīng)用到其他的軍事領(lǐng)域,例如在飛行器前視紅外探測(cè)、夜視設(shè)備以及預(yù)警衛(wèi)星和戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈等武器精確制導(dǎo)系統(tǒng),并通過改進(jìn)數(shù)字處理方法與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)諸如全視角成像、目標(biāo)定位、3D信息提取、指紋提取、彩色成像、多譜成像等拓展功能。人工復(fù)眼是一個(gè)集多學(xué)科于一體的學(xué)科,如生物學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、信息處理、數(shù)據(jù)融合等,己成為具有創(chuàng)新性、邊緣性、交叉性的前沿研究領(lǐng)域。復(fù)眼系統(tǒng)的工作原理是通過排布在一個(gè)基底面上的許多微透鏡進(jìn)行光采集,以光探測(cè)器作為接收組件,且各光通道之間通過光隔離層分離,將獲取的信息經(jīng)計(jì)算機(jī)數(shù)字處理后達(dá)到目標(biāo)重組成像。自生物復(fù)眼結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)以來,研究者們已經(jīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行了大量的研究,以期能設(shè)計(jì)出具有相同功能機(jī)制的人造光學(xué)系統(tǒng),但受制于微光學(xué)加工工藝低、裝調(diào)水平低、后期數(shù)據(jù)融合以及信息處理能力薄弱等各種因素,已有的人工復(fù)眼結(jié)構(gòu)粗糙功能,與生物復(fù)眼相距甚大[2]。目前研究較多的復(fù)眼結(jié)構(gòu)形式主要有平面型和曲面型,其中曲面型又可細(xì)分為單層和多層結(jié)構(gòu)。平面型結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單,但邊緣視場(chǎng)成像質(zhì)量差,無法做成大視場(chǎng),相對(duì)來說,曲面型則更有發(fā)展?jié)摿Αkm然人工仿生復(fù)眼的研究及應(yīng)用仍存在許多亟待解決的問題,但其廣闊的應(yīng)用前景以及已取得的輝煌成果無時(shí)不在激勵(lì)著科技人員的研發(fā)熱情,因此有巨大的提升空間。本文設(shè)計(jì)得到了一種新型的曲面復(fù)眼結(jié)構(gòu),其由7個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)組成,成像視場(chǎng)角可達(dá)180°,并且具有更好的邊緣成像。并講述了子系統(tǒng)和整體復(fù)眼系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念;并用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件上對(duì)所設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模擬成像評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果。
2復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為了提高仿生復(fù)眼的視場(chǎng)角,研究人員提出了與生物復(fù)眼更加近似的曲面型仿生復(fù)眼透鏡,曲面仿生復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)子眼通道排布在曲面基底上,各個(gè)子眼的分布要盡量有規(guī)則性,同時(shí)做到視場(chǎng)無盲區(qū)。規(guī)則性是為了追求工藝制作的簡(jiǎn)易,同時(shí)也為后續(xù)的探測(cè)器排布等給予更好的自由度。設(shè)計(jì)合理的微透鏡陣列將視場(chǎng)進(jìn)行分割,每個(gè)微透鏡構(gòu)成一個(gè)成像通道,對(duì)應(yīng)于不同的視場(chǎng)角,其作用相當(dāng)于一個(gè)小眼。使得整個(gè)陣列分別對(duì)視場(chǎng)的不同部分成像,從而對(duì)物空間特定的角度成像。如果各個(gè)微透鏡的焦距相同,則各微透鏡將成像于一個(gè)球面上,如圖1所示。由于目前的圖像探測(cè)器均為平面結(jié)構(gòu),所以曲面復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)需要將各微透鏡的像引到一個(gè)平面上,通常的曲面復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。前者結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但是邊緣視場(chǎng)像差校正能力有限,像質(zhì)差,后者視場(chǎng)能做到更大,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)。曲面復(fù)眼透鏡的微透鏡陣列分布在曲面基底上,各微透鏡的光軸與圖像探測(cè)器間存在著一個(gè)夾角,越靠近曲面基底邊緣的微透鏡,此夾角的角度越大,而此夾角的存在會(huì)使微透鏡的成像質(zhì)量降低,如果以微透鏡中心視場(chǎng)清晰對(duì)焦,邊緣視場(chǎng)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的離焦,嚴(yán)重影響微透鏡的成像質(zhì)量,降低圖像的清晰度,這兩方面的原因使曲面仿生復(fù)眼很難進(jìn)一步擴(kuò)大視場(chǎng)角[3]。此外,曲面微透鏡的加工是一個(gè)難點(diǎn),因?yàn)閱蝹€(gè)微透鏡的視場(chǎng)角很小,為了獲得較大的視場(chǎng)角,曲面基底上微透鏡的個(gè)數(shù)很多,這給系統(tǒng)加工帶來了很大的困難。本文通過結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)曲面復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在微透鏡陣列后加一個(gè)自由曲面透鏡,如圖4所示,每個(gè)微透鏡的光線只利用整合透鏡的一部分,因此其對(duì)于每個(gè)微透鏡相當(dāng)于棱鏡,其對(duì)邊緣微透鏡的光線進(jìn)行轉(zhuǎn)折,使各微透鏡無重疊的成像于平的像面上[4-9]。此外,用一整塊透鏡代替微透鏡結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如前所述,邊緣透鏡的視場(chǎng)會(huì)有較大的傾斜,這造成邊緣透鏡中心視場(chǎng)兩邊的視場(chǎng)存在相反的離焦,視場(chǎng)越大這樣的離焦越嚴(yán)重,為此需要通過微透鏡的位置選擇和整合透鏡的面型來矯正由于邊緣視場(chǎng)傾斜造成的離焦。根據(jù)微透鏡的視場(chǎng)角和成像關(guān)系設(shè)計(jì)自由曲面整合透鏡的形狀參數(shù),在此選擇微透鏡陣列的基底為非球面,通過對(duì)邊緣視場(chǎng)的離焦情況計(jì)算圓錐系數(shù)。每個(gè)微透鏡對(duì)物空間的特定角度成像,因此每個(gè)微透鏡相對(duì)于中心微透鏡的傾斜角度θ是一定的,如圖4所示,根據(jù)以下關(guān)系計(jì)算各微透鏡所在基底的曲率半徑。0通道的光程為:L0=n1d1+d10+R0+n2d20,(1)1通道的光程為:L1=n1d1+d11+R1+n2d21,(2)令Δl=L0-L1,得:Δl=(d10-d11)+n2(d20-d21)+(R0-R1),(3)式中:n1和n2分別表示微透鏡和自由曲面境的的折射率,d11和d10表示微透鏡到自由曲面透鏡的距離,d20和d21表示各通道微透鏡的厚度,R1和R0表示自由曲面后鏡面到像面的距離。已知0通道的排列情況和所選的玻璃就能計(jì)算得到每個(gè)通道的Δl,即得到通道1的微透鏡離球心的距離,通過差值方法求得曲面基地的圓錐系數(shù)。微透鏡在曲面基底的位置安放只能對(duì)小偏轉(zhuǎn)偏離中心通道較遠(yuǎn)時(shí),各微透鏡與光探測(cè)器所在平面的距離就會(huì)增大,對(duì)于通常所采用的均一微透鏡陣列而言,位于視場(chǎng)中心和位于視場(chǎng)邊緣的透鏡受離焦作用的影響很難同時(shí)清晰對(duì)焦。此外位于邊緣視場(chǎng)的微透鏡光線需要轉(zhuǎn)折的角度較大,這會(huì)帶來嚴(yán)重的像差和色差,較難校正。因此通常的大視場(chǎng)復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)的邊緣視場(chǎng)的像質(zhì)較嚴(yán)重。
本文選擇將大視場(chǎng)復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)拆分成若干個(gè)子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)單獨(dú)的像面,如圖5所示。圖5復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)子午面光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖.在子午面上,將均勻排列的微透鏡陣列平均分成3組,每組有其對(duì)應(yīng)的整合透鏡、后校正鏡組、和像面,微透鏡光線經(jīng)整合透鏡,不同的子系統(tǒng)光線在球心處相交,然后分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)的像差校正鏡組成像于對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)像面。此種方法可以很大程度地減小邊緣視場(chǎng)光線的轉(zhuǎn)折角度,其要求整合透鏡與后校正鏡組之間的距離要足夠大,為了使其有足夠的距離,并且縮小每個(gè)通道的像面,該系統(tǒng)用來設(shè)計(jì)較小的焦距的光學(xué)系統(tǒng)。通過該種方法每個(gè)子眼系統(tǒng)的視場(chǎng)角可以較小,而且曲面基底上的微透鏡排列不會(huì)很密集,加工精度要求也不是很高,工藝實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。微透鏡排列在曲面基底上,負(fù)責(zé)物空間特定方向上的一定大小的視場(chǎng)角,各微透鏡的光線經(jīng)過自由曲面和像差校正透鏡組最后成像在一個(gè)平面像面上。在這個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中,自由曲面透鏡和像差校正鏡組需要在對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)所負(fù)責(zé)視場(chǎng)角的扇形區(qū)域內(nèi)。以便保證各子系統(tǒng)的光線不會(huì)被相鄰的子系統(tǒng)遮擋,并且不會(huì)妨礙其他子系統(tǒng)的透鏡安裝,從而使得各子系統(tǒng)之間不會(huì)相互影響,可以做到各通道成像在較大的同一像面上,并且做到各通道的像在像面上無重疊[10]。
3結(jié)果與討論
在光學(xué)軟件上,對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行了光學(xué)模擬優(yōu)化,微透鏡的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示,每個(gè)子系統(tǒng)的視場(chǎng)角為60°,在子午面上有6個(gè)微透鏡,曲面地基的半徑為74mm。為了使得在整個(gè)系統(tǒng)中沒有視場(chǎng)盲區(qū),微透鏡選擇多邊形結(jié)構(gòu),每個(gè)微透鏡的視場(chǎng)為10°,自由曲面透鏡位于微透鏡陣列之后,子復(fù)眼系統(tǒng)各個(gè)通道的光線進(jìn)行轉(zhuǎn)折,使各個(gè)通道的成像基本與像平面垂直。每個(gè)通道的焦距為14mm,光闌陣列設(shè)置在后校正組。通過所得Δl值,求得陣列基底的外形結(jié)構(gòu)。對(duì)后續(xù)像差校正組的尺寸和位置進(jìn)行嚴(yán)格的控制,保證其尺寸不會(huì)超出視場(chǎng)范圍之外,防止透鏡阻擋其他子系統(tǒng)的光線。所示,由圖可以看出,各通道子午方向上的MTF曲線變化較大,較弧失方向上的像質(zhì)差,同時(shí)越靠近邊緣的通道,其像質(zhì)越差[11],但對(duì)于整個(gè)復(fù)眼光學(xué)系統(tǒng)來說,像質(zhì)得到了很大的提高。
4結(jié)論
全世界光電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模己達(dá)1萬億美元,國(guó)外光電子產(chǎn)業(yè)主要集中在美國(guó)、西歐和日本等國(guó)家和地區(qū)。近十年來,中國(guó)光電子技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率始終保持兩位數(shù)的高速增長(zhǎng)。隨著信息光電子技術(shù)、激光加工、激光醫(yī)療、顯示、照明等光電技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)形成市場(chǎng)可觀、發(fā)展?jié)摿薮蟮墓怆娮赢a(chǎn)業(yè)。2006年,《國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》明確提出,未來5~15年15個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)中就包括了光電子技術(shù),聲明要重點(diǎn)發(fā)展激光器、光電探測(cè)器、光傳輸和光傳感設(shè)備、微光機(jī)電系統(tǒng)、半導(dǎo)體照明等產(chǎn)品。[6]2010年10月,國(guó)務(wù)院正式《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》,進(jìn)一步明確了光電產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,包括新型顯示器件、LED等在內(nèi)的細(xì)分產(chǎn)業(yè)都在國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中明確提到。[7]可見,在光電產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)和生產(chǎn)能力快速提高的情況下,對(duì)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才的需求量也將逐年增大。
光信息科學(xué)與技術(shù)具有旺盛的生命力,處于高速發(fā)展時(shí)期。目前,在光通信、光電檢測(cè)、光電照明、光學(xué)元件與系統(tǒng)、光伏產(chǎn)業(yè)、激光技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)材料等方面都有廣闊的應(yīng)用前景,對(duì)社會(huì)的發(fā)展和貢獻(xiàn)不可估量。作為高校,除了科研、教學(xué),還要服務(wù)于社會(huì),服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,這些不僅體現(xiàn)在科學(xué)研究和教師兼職方面,也體現(xiàn)在人才培養(yǎng)目標(biāo)和方案上。光信息科學(xué)與技術(shù)同光學(xué)、機(jī)械、電子、材料、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科的知識(shí)息息相關(guān),但也不能面面俱到,所以十分有必要結(jié)合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的發(fā)展,調(diào)整學(xué)科的發(fā)展、人才培養(yǎng)計(jì)劃,為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù),加強(qiáng)科學(xué)研究,引領(lǐng)社會(huì)的發(fā)展。三峽大學(xué)地處湖北省域副中心城市的宜昌,經(jīng)濟(jì)活躍,交通方便。現(xiàn)在高鐵開通后,宜昌到武漢的時(shí)間已經(jīng)減少到2小時(shí)左右。隨著國(guó)內(nèi)光電照明、太陽(yáng)能、光電顯示產(chǎn)業(yè)如火如荼地發(fā)展。宜昌太陽(yáng)能、光電照明等光電企業(yè)也有較大的發(fā)展,如中國(guó)南玻集團(tuán)宜昌南玻硅材料有限公司(一期項(xiàng)目已累計(jì)投資20多億元,專門從事高純多晶硅材料、太陽(yáng)能硅片及電池片生產(chǎn)的大型制造企業(yè))等等一大批光電企業(yè)。這些企業(yè)主要集中在光伏產(chǎn)業(yè)、節(jié)能照明、LED、光學(xué)冷加工等方面。這些光電企業(yè)有著旺盛的人員需求,對(duì)本專業(yè)產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。2011年出臺(tái)的《宜昌市科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃(2011至2015年)》明確提出,在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展方向要圍繞光電子產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)開發(fā),搶占背景光源行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新制高點(diǎn),加快液晶照明燈、LED背光源及照明產(chǎn)業(yè)化。圍繞太陽(yáng)能技術(shù)開發(fā),加快太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)產(chǎn)品系列開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。[8]由此可見,在地方政府的扶持下光電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)會(huì)得到快速發(fā)展,這些都為光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合本地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)提供了難得的機(jī)遇。根據(jù)三峽大學(xué)理學(xué)院發(fā)展的需要,結(jié)合產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)措施如下:
改革本科教學(xué)培養(yǎng)方案,加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí),鞏固專業(yè)思想教育光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)需要學(xué)生在系統(tǒng)、扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和在光電子技術(shù)、光通信及應(yīng)用等方面具有較寬廣的專業(yè)知識(shí)、較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力,并成為在電光源、光學(xué)設(shè)計(jì)、光學(xué)材料、光纖通信等專業(yè)領(lǐng)域中的一個(gè)或兩個(gè)方向具有特色的人才。畢業(yè)生能在光信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域從事信息科學(xué)與技術(shù)的研究、設(shè)計(jì)、集成及開發(fā)、制造、技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型人才。因此要加強(qiáng)幾何光學(xué)中的光學(xué)設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)、光電檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械原理和設(shè)計(jì)等課程的實(shí)踐環(huán)節(jié),同時(shí)要加強(qiáng)專業(yè)思想教育,了解社會(huì)發(fā)展的動(dòng)態(tài),密切了解光電信息的最新發(fā)展和應(yīng)用,掌握一些主流軟件的應(yīng)用。另外,為了使培養(yǎng)方案切合社會(huì)發(fā)展的實(shí)際,我們廣泛征求本地企業(yè)的意見,積極邀請(qǐng)了相關(guān)企業(yè)參與了光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂工作。
加大力度開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),開足基本實(shí)驗(yàn),充分利用專業(yè)實(shí)驗(yàn),開展創(chuàng)新實(shí)踐要加強(qiáng)實(shí)踐的教學(xué),更新教學(xué)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)電路設(shè)計(jì)和光學(xué)設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐教學(xué),充實(shí)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。條件允許的情況下,將安排學(xué)生到實(shí)習(xí)基地完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。另外,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立為學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)提供了良好的工作平臺(tái)。雖然這個(gè)方面的工作才剛開始,但是已經(jīng)受到學(xué)生的積極評(píng)價(jià)。
拓展實(shí)習(xí)基地的實(shí)踐教學(xué),提升專業(yè)技能在目前聯(lián)系的實(shí)習(xí)基地基礎(chǔ)上,增強(qiáng)與當(dāng)?shù)毓怆娖髽I(yè)聯(lián)系,經(jīng)常參觀了解企業(yè)的發(fā)展和社會(huì)需求,同時(shí)能爭(zhēng)取進(jìn)入相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí),鍛煉培養(yǎng)專業(yè)能力。我們已經(jīng)同宜昌勁森光電(主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發(fā)、制造、銷售的高新技術(shù)企業(yè))、中船重工388廠(光學(xué)冷加工、光電系統(tǒng))、匡通照明(LED封裝)等相關(guān)的光電企業(yè)建立了實(shí)質(zhì)的合作關(guān)系。陸續(xù)有學(xué)生進(jìn)入上述企業(yè)實(shí)習(xí),一些優(yōu)秀的學(xué)生也相繼進(jìn)入這些企業(yè)工作。教師參與了勁森照明新型節(jié)能燈具的開發(fā)。與匡通照明組建了聯(lián)合的工程試驗(yàn)中心,投入1000萬元左右,很快試驗(yàn)設(shè)備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力,反過來又提高了教師的教學(xué)水平,同時(shí)也為本專業(yè)的學(xué)生實(shí)習(xí)提供了一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)。實(shí)習(xí)基地的建立是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,需要與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效地溝通,制訂實(shí)習(xí)項(xiàng)目,并且跟蹤學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的反饋,建立有效的實(shí)習(xí)效果的評(píng)估體制,保證學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐能力得到實(shí)質(zhì)的訓(xùn)練。學(xué)生實(shí)習(xí)基地的進(jìn)一步拓展一直是迫切的需要,多方位多角度的實(shí)習(xí)訓(xùn)練對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)有利,有助于學(xué)生進(jìn)一步深刻了解產(chǎn)業(yè)界對(duì)本專業(yè)的要求,反過來會(huì)激勵(lì)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)欲望。
人才培養(yǎng)與科研開發(fā)相結(jié)合人才培養(yǎng)能力與科研能力息息相關(guān),科研不僅能提高教師的教學(xué)能力,也增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的信心。在橫向科研項(xiàng)目上,盡可能讓部分能力強(qiáng)的學(xué)生參與進(jìn)來,直接培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。實(shí)踐證明,學(xué)生參與科研項(xiàng)目是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的及其有效的手段。比如學(xué)生的畢業(yè)論文有些涉及到大壩光纖傳感、節(jié)能燈設(shè)計(jì)等實(shí)踐性很強(qiáng)的課題。鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)學(xué)校針對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新基金項(xiàng)目,雖然經(jīng)費(fèi)不多,但是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分有益的,同時(shí)也提高了學(xué)生參與科研的熱情。隨著相關(guān)科研能力的快速提高,可以預(yù)見未來的幾年內(nèi),伴隨著學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,至少有一部分本科生的科研能力也會(huì)得到極大的提高。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
人才專職與兼職相結(jié)合以“雙師型”教師為重點(diǎn),加強(qiáng)專業(yè)教師隊(duì)伍建設(shè),加大專業(yè)教師的培訓(xùn)力度。依托相關(guān)的大中型企業(yè),共建“雙師型”教師培養(yǎng)培訓(xùn)基地。一方面要努力完善教師定期到企業(yè)實(shí)踐制度。本專業(yè)的教師在條件許可的情況下,要輪流、定期到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)或者兼職工作一段時(shí)間,力爭(zhēng)在3~5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有專業(yè)教師都有在相關(guān)企業(yè)工作的經(jīng)歷。另一方面,要聘任(聘用)具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員和高技能人才擔(dān)任本專業(yè)專兼職教師,到學(xué)校指導(dǎo)教學(xué)、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù),甚至可以參與本科畢業(yè)論文的指導(dǎo)。這種指導(dǎo)可以是單獨(dú)的,也可以是合作形式的。只要是有利于人才培養(yǎng),有利于教學(xué),這種合作的形式是靈活的。
廣播出現(xiàn)以后,電臺(tái)為了吸引更多的聽眾,戲曲作為最受歡迎的傳統(tǒng)娛樂方式自然成為每個(gè)廣播電臺(tái)不可或缺的節(jié)目。由于廣播的娛樂節(jié)目種類繁多,在眾多的競(jìng)爭(zhēng)中,戲曲的表現(xiàn)形式和藝術(shù)風(fēng)格都更加成熟,以不斷改良、創(chuàng)新來迎合大眾的審美趣味,這無形之中促進(jìn)了戲曲的發(fā)展。廣播的出現(xiàn)對(duì)戲曲演員也產(chǎn)生了積極的影響,隨著他們演唱的戲曲在各大廣播電臺(tái)播出,他們中的很多人都成了婦孺皆知的名人,逐漸脫離在社會(huì)下層表演曲藝來維持生活的命運(yùn)。廣播的產(chǎn)生給傳統(tǒng)的戲曲也帶來了前所未有的沖擊,在廣播出現(xiàn)之前,人們的娛樂方式只有固定的幾種形式,而到戲院看戲是最受百姓歡迎的,隨著無線電的迅猛發(fā)展,收音機(jī)的普及,悄悄改變了人們的娛樂方式,足不出戶就能欣賞到多種多樣的娛樂節(jié)目,這使得很多擁有收音機(jī)的觀眾不再去擁擠的公共場(chǎng)所觀看傳統(tǒng)的戲劇表演,這大大降低了戲院的上座率。無線電的產(chǎn)生雖在某些方面促進(jìn)了傳統(tǒng)戲劇的革新,擴(kuò)大戲劇的影響范圍,但無形中成為了傳統(tǒng)戲劇衰落的重要原因之一。
二、廣播對(duì)唱片的影響
最初唱片僅僅是作為留聲機(jī)的附件而存在的,留聲機(jī)和唱片都是上流社會(huì)的娛樂品,所以唱片作為一種小眾的娛樂工具對(duì)社會(huì)的影響力很小。無線電傳入中國(guó)不久,上海就出現(xiàn)了許多民營(yíng)電臺(tái),民營(yíng)電臺(tái)的設(shè)施不完善、資金不充裕,僅靠一些廣告費(fèi)來支撐電臺(tái)的運(yùn)營(yíng)。這樣的條件自然是承擔(dān)不起經(jīng)常請(qǐng)一些名人、演唱家、樂團(tuán)等來電臺(tái)做現(xiàn)場(chǎng)演出,這時(shí)唱片就成為這些民營(yíng)電臺(tái)的首選。20世紀(jì)30年代中期,百代公司制作一張唱片的成本只需1角六七分,批發(fā)價(jià)為2元2角。這樣低廉的價(jià)格,購(gòu)買一次后還可反復(fù)使用,所以播放唱片就成為了各廣播電臺(tái)音樂節(jié)目的重要素材。但電臺(tái)的這種行為嚴(yán)重影響了唱片公司的唱片銷量。1935年6月末,英商電器音樂實(shí)業(yè)有限公司致函上海交通部國(guó)際電信局,以歐美各國(guó)頒布的有關(guān)唱片的法規(guī)為由,要求自1935年8月1日起,各電臺(tái)播送該公司唱片須得該公司允可,及預(yù)付每月洋一百五十元,并另提出六項(xiàng)規(guī)定。直至1935年12月21日《申報(bào)》刊載司法院對(duì)此事的決議:留聲機(jī)唱片,并非出版品,亦非著作物,并無專有公開演奏之權(quán)。購(gòu)買人本其所有權(quán)作用,無論如何使用,應(yīng)任憑自由,出售人、制造人、發(fā)行人均不得干涉。通過這次事件,我們足以看到唱片已經(jīng)不再作為留聲機(jī)的附件而存在,它已經(jīng)成為各大廣播電臺(tái)不可缺少的一檔節(jié)目。
三、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代學(xué)生的就業(yè)形勢(shì)非常嚴(yán)峻,就業(yè)壓力較大,很多學(xué)生為了畢業(yè)后可以很快就業(yè),常常會(huì)將更多時(shí)間和精力花費(fèi)在對(duì)就業(yè)、工作有所幫助的課程上,對(duì)此,教師可以以職業(yè)興趣作為引導(dǎo),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如,教師平時(shí)授課時(shí)可以多講解一些廣告職業(yè)的樂趣,以能夠讓學(xué)生真正喜愛這個(gè)行業(yè)。也可以生動(dòng)形象地講述自己的親身經(jīng)歷,或者講解自己當(dāng)初為何會(huì)選擇這個(gè)專業(yè)。并且談?wù)勛约合胍蔀橐幻麅?yōu)秀廣告策劃人的夢(mèng)想,早年如何在眾多應(yīng)聘者中脫穎而出,最終被一家廣告公司聘用的過程,也要談?wù)勛约涸趶V告公司上班時(shí)遇到的煩惱、樂趣、收獲。或者可以多講解一些廣告和名人的精彩故事,比如美國(guó)總統(tǒng)———羅斯福曾經(jīng)就夢(mèng)想成為一名廣告人,并且他曾經(jīng)明確表示:“不當(dāng)總統(tǒng)就當(dāng)廣告人。”我國(guó)主席———同志在年輕時(shí),創(chuàng)辦過一本進(jìn)步刊物———《湘江評(píng)論》,其中刊登過詳細(xì)、具體的廣告招商內(nèi)容。教師還可以講解廣告對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)文化建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。相信經(jīng)過這些內(nèi)容的講解,很多學(xué)生不僅會(huì)體會(huì)到教師對(duì)廣告行業(yè)的由衷熱愛,還會(huì)大大提高對(duì)廣告行業(yè)的興趣,使學(xué)生重視廣告職業(yè),畢業(yè)后會(huì)更多地考慮選擇廣告職業(yè)。并且教師應(yīng)該告訴學(xué)生,年輕人從事廣告行業(yè)有利于全面提高自己的素質(zhì),發(fā)散自己的思維,豐富自己的知識(shí),提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2.以職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)精神激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
現(xiàn)代學(xué)生的創(chuàng)造力較好,都有自己獨(dú)特的見解,不會(huì)因循守舊,如果僅僅采用傳統(tǒng)的灌輸式說教模式教學(xué),則學(xué)生往往并不會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣,更多的會(huì)產(chǎn)生排斥或者厭惡。為了能夠使學(xué)生對(duì)廣告教學(xué)產(chǎn)生興趣,教師應(yīng)該想盡一切手段使學(xué)生學(xué)會(huì)欣賞教師,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)實(shí)踐中,教師如果能夠融入全面的職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)精神,則是一個(gè)最好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法。因?yàn)閺V告行業(yè)的職業(yè)精神主要是創(chuàng)新、學(xué)習(xí)、細(xì)心周到、對(duì)事業(yè)和生活都充滿激情,目標(biāo)非常明確,懂得追求美。良好的精神狀態(tài),并且表現(xiàn)出自己對(duì)從事事業(yè)的高度熱愛是職業(yè)精神的外在體現(xiàn),因此,教師在教學(xué)中應(yīng)將每一堂課都視為在努力爭(zhēng)取新客戶,用熱情的工作態(tài)度講授知識(shí),讓學(xué)生能夠充分感受到教師的教學(xué)激情,從而感染學(xué)生。廣告職業(yè)工作人員的職業(yè)素養(yǎng)應(yīng)是全面的,因?yàn)閺V告學(xué)涉及多方面內(nèi)容,要求具備豐富的知識(shí),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和習(xí)慣,也要求有較強(qiáng)的責(zé)任心。所以在實(shí)際教學(xué)中,教師應(yīng)充分體現(xiàn)出不同廣告崗位的職業(yè)素質(zhì),比如,客服人員應(yīng)精明干練,調(diào)查人員應(yīng)科學(xué)、謹(jǐn)慎,策劃人員應(yīng)懂得運(yùn)籌帷幄,制作人員應(yīng)具備良好的藝術(shù)修養(yǎng)。通過教師的言傳身教,使學(xué)生感受到廣告人的綜合素養(yǎng)和職業(yè)精神,樹立榜樣模范,使學(xué)生以此為奮斗目標(biāo),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)
興趣《廣告學(xué)》課程分支較多,教師應(yīng)按照不同專業(yè)學(xué)生的知識(shí)構(gòu)成,進(jìn)一步完善《廣告學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容,避免出現(xiàn)重復(fù)交叉內(nèi)容,根據(jù)不同教學(xué)對(duì)象選擇不同的側(cè)重點(diǎn)講授,提高教學(xué)內(nèi)容的新穎性。比如,對(duì)于市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)學(xué)生而言,其曾經(jīng)學(xué)過“市場(chǎng)調(diào)查”的相關(guān)內(nèi)容,因此在《廣告學(xué)》教學(xué)中可以直接跳過市場(chǎng)調(diào)查方法等基礎(chǔ)知識(shí),應(yīng)該重點(diǎn)講解如何學(xué)會(huì)利用市場(chǎng)調(diào)查結(jié)果開展廣告實(shí)踐活動(dòng)。比如,可以結(jié)合消費(fèi)者調(diào)查結(jié)果,進(jìn)行廣告創(chuàng)意,并且為廣告做出一個(gè)準(zhǔn)確定位,這樣的話可以讓學(xué)生很好地串接新舊知識(shí)點(diǎn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。又如,針對(duì)非商業(yè)專業(yè)學(xué)生而言,其對(duì)于市場(chǎng)調(diào)查方面的知識(shí)、廣告知識(shí)并不了解,教師應(yīng)該適當(dāng)普及這些基礎(chǔ)知識(shí),可以組織專題講座進(jìn)行專門講解。教師如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)廣告藝術(shù)設(shè)計(jì)比較感興趣,則應(yīng)適當(dāng)增加相關(guān)內(nèi)容的講解,比如,圖案、色彩、排版、構(gòu)圖、繪畫技巧及技能等,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。
4.結(jié)語(yǔ)
[論文摘要]基于問題式學(xué)來受到了理論界的廣泛重視。我們以《應(yīng)用光學(xué)》課程教學(xué)為例,在教學(xué)改革中引入基于問題的學(xué)習(xí)理論,嘗試設(shè)計(jì)基于問題學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。實(shí)踐表明,將基于問題的學(xué)習(xí)理念應(yīng)用到應(yīng)用光學(xué)的教學(xué)中,增強(qiáng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,取得了良好的教學(xué)效果。
問題式學(xué)習(xí)法的內(nèi)涵
問題學(xué)習(xí)法(Problem-Based Learning,簡(jiǎn)稱PBL),從教師的角度來講,是一種教學(xué)方式,而站在學(xué)生的角度看,是一種學(xué)習(xí)方式。
問題學(xué)習(xí)法的教學(xué)過程概括起來是由這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的:形成一個(gè)新的學(xué)習(xí)小組;啟動(dòng)一項(xiàng)新問題;執(zhí)行問題解決;展示成果;評(píng)價(jià)。也就是說是由教師設(shè)計(jì)問題學(xué)習(xí)單元,要求學(xué)生充當(dāng)復(fù)雜問題的解決者,學(xué)生通過解決問題的過程,提高對(duì)某些概念和知識(shí)的理解,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,從而獲得解決現(xiàn)實(shí)問題的經(jīng)驗(yàn)。
如果把問題學(xué)習(xí)法引入到實(shí)際教學(xué)改革中,教師引導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行問題學(xué)習(xí),然后讓學(xué)生們把問題帶到學(xué)習(xí)小組中進(jìn)行討論,這樣討論的時(shí)候更有針對(duì)性。這一方法強(qiáng)調(diào)用問題啟動(dòng)學(xué)生思維,讓學(xué)生在探索中學(xué)習(xí),與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比,學(xué)生合作與交流的幾率大大增加了,教學(xué)效果也大大加強(qiáng)了。與此同時(shí),學(xué)生的思維能力得到了訓(xùn)練,學(xué)生搜集文獻(xiàn)資料的能力也得到了鍛煉和加強(qiáng),這些技能都有利于學(xué)生終身學(xué)習(xí)。
以《應(yīng)用光學(xué)》課程為例的教學(xué)實(shí)踐
1.教學(xué)設(shè)計(jì)
研究者在《應(yīng)用光學(xué)》這門課程(所用教材為安連生主編的《應(yīng)用光學(xué)》)的“輻射度學(xué)和光度學(xué)基礎(chǔ)”一章中采用了基于問題式學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐。由于這一章的基本內(nèi)容在同一學(xué)期的另外一門課程——《光電子技術(shù)》中也有涉及,并且是先于《應(yīng)用光學(xué)》課程開講,也就是說學(xué)生對(duì)這一章的基本內(nèi)容已經(jīng)有了一個(gè)初步的掌握,因此對(duì)本章進(jìn)行問題式學(xué)習(xí)法的教學(xué)實(shí)踐是比較合適的,教學(xué)效果也是有一定保證的。
(1)設(shè)計(jì)問題
設(shè)計(jì)的問題要有啟發(fā)性和針對(duì)性,要使課堂教學(xué)在不斷提出問題和解決問題的過程中完成教學(xué)目標(biāo)。同時(shí),要讓學(xué)生知道本課的難點(diǎn)及重點(diǎn)是什么,在學(xué)習(xí)中做到有的放矢。以《應(yīng)用光學(xué)》課程為例:
A.光度學(xué)基本量部分
①閱讀的部分:了解各光學(xué)量的定義,意義以及表示方法。②基于問題部分:采用討論加計(jì)算的方法,解決實(shí)際的太陽(yáng)輻射的相關(guān)問題,進(jìn)而要求學(xué)生對(duì)結(jié)果聯(lián)系實(shí)際加以梳理和小結(jié)。
B.朗伯定律和全擴(kuò)散面部分
①閱讀的部分:了解朗伯輻射體和全擴(kuò)散面的主要特點(diǎn)。②基于問題的部分:朗伯輻射體和全擴(kuò)散面有什么區(qū)別?它們的共同點(diǎn)又在哪里?朗伯定律能適用于全擴(kuò)散面嗎?③基于問題的擴(kuò)展部分:散射和吸收定律中的“朗伯定律”部分跟本課程中的朗伯定律在表述上有何不同?要求學(xué)生課后利用圖書館資料和網(wǎng)絡(luò)資源了解它們?cè)诒举|(zhì)上的共通性。
C.像平面的光照度部分
①閱讀部分:要求學(xué)生了解像平面光照度的具體含義,了解光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)孔徑的概念以及它對(duì)像平面光照度的影響。②基于問題的部分:陽(yáng)光被聚焦后,可用于點(diǎn)火、鉆孔、溶化燒毀等,起作用的是輻照度還是光源本身的輻亮度?何以見得呢?③基于問題的擴(kuò)展部分:古希臘人曾想用長(zhǎng)焦距反光鏡燒毀遠(yuǎn)距離敵艦,即所謂超遠(yuǎn)距離燃燒,實(shí)際上是不可能實(shí)現(xiàn)的。這是為什么呢?
D.光學(xué)系統(tǒng)光能損失的估計(jì)
基于問題的部分:光學(xué)系統(tǒng)光能損失的主要原因是什么?實(shí)際常用光學(xué)系統(tǒng)的光能損失如何進(jìn)行估算?(可為學(xué)生提供一些實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖)
(2)學(xué)生探索,嘗試解決問題
根據(jù)教師所設(shè)問題,引導(dǎo)學(xué)生去研究、去探索,在討論、交流中發(fā)現(xiàn)新問題、新知識(shí),逐步解決所設(shè)計(jì)的問題。同時(shí),教師作為參與者應(yīng)主動(dòng)參與學(xué)生的討論、交流,起到促進(jìn)和調(diào)節(jié)的作用,使問題不斷引向深入。
(3)信息交流,揭示規(guī)律
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探索、嘗試所得,歸納、總結(jié)出有關(guān)的結(jié)論,然后教師通過必要的講解,加以修正。
(4)運(yùn)用規(guī)律,解決問題。
教師可以針對(duì)學(xué)生存在的問題,借題深入地展開分析,提煉出規(guī)律,并由點(diǎn)及面,由例及類,教給學(xué)生分析問題與解決問題的方法。
(5)教學(xué)相長(zhǎng),總結(jié)與反思
在師生共同研究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與反思,對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理,并對(duì)思考方法進(jìn)行提煉,形成自已的觀點(diǎn)。
2.實(shí)踐研究方案
(1)劃分新的學(xué)習(xí)小組。
(2)光度學(xué)基本量教學(xué)。
(3)朗伯定律和全擴(kuò)散面教學(xué)。
(4)像平面的光照度和光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)孔徑教學(xué)。
(5)光學(xué)系統(tǒng)光能損失的估算教學(xué)。
(6)總結(jié)與反思。
結(jié)束語(yǔ)
在教學(xué)實(shí)踐中無論采用哪種策略,“基于問題”的教學(xué)方法對(duì)“教”和“學(xué)”兩個(gè)環(huán)節(jié)都提出了挑戰(zhàn)。教師作為教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo),需根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律選擇合適的教學(xué)方法,精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案,駕馭整個(gè)教學(xué)過程。學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的主體,學(xué)習(xí)模式由接收式的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向基于問題的探索式的自主學(xué)習(xí),面對(duì)所設(shè)的問題情境,他們需要在整理和分析相關(guān)信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí),拿出解決問題的方案。因此,在這種教學(xué)改革中,師生都需要投入不少的時(shí)間和精力,并且還要在一些主要環(huán)節(jié)的配合上多下點(diǎn)功夫。
參考文獻(xiàn)
[1]張順嵐,莫建文,歐陽(yáng)寧,丁勇.基于問題的教學(xué)在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用.桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008(4).
我們說,數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的一門科學(xué).它在現(xiàn)代生活和現(xiàn)代生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛,是學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的基本工具。
數(shù)學(xué)在生活中無處不在,我們的一切日常幾乎都用到了它。如:
“水利方面,要考慮海上風(fēng)暴、水源污染、港口設(shè)計(jì)等,也是用方程描述這些問題再把數(shù)據(jù)放進(jìn)計(jì)算機(jī),求出它們的解來,然后與實(shí)際觀察的結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證,進(jìn)而為實(shí)際服務(wù).這里要用到很高深的數(shù)學(xué)。”
“要用數(shù)學(xué)來定量研究化學(xué)反應(yīng).把參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度、溫度等作為變量,用方程表示它們的變化規(guī)律,通過方程的“穩(wěn)定解”來研究化學(xué)反應(yīng).這里不僅要應(yīng)用基礎(chǔ)數(shù)學(xué),而且要應(yīng)用“前沿上的”、“發(fā)展中的”數(shù)學(xué)。”
“生物學(xué)方面,要研究心臟跳動(dòng)、血液循環(huán)、脈搏等周期性的運(yùn)動(dòng).這種運(yùn)動(dòng)可以用方程組表示出來,通過尋求方程組的“周期解”,研究這種解的出現(xiàn)和保持,來掌握上述生物界的現(xiàn)象.這說明近年來生物學(xué)已經(jīng)從定性研究發(fā)展到定量研究,也是要應(yīng)用“發(fā)展中的”數(shù)學(xué)。這使得生物學(xué)獲得了重大的成就。
在買衣物時(shí),物品所進(jìn)行的優(yōu)惠就運(yùn)用到了數(shù)學(xué)中的折扣
與分率的知識(shí)運(yùn)用。
談到人口學(xué),只用加減乘除是不夠的.我們談到人口增長(zhǎng),常說每年出生率多少,死亡率多少,那么是否從出生率減去死亡率,就是每年的人口增長(zhǎng)率呢?不是的.事實(shí)上,人是不斷地出生的,出生的多少又跟原來的基數(shù)有關(guān)系;死亡也是這樣,由此可見數(shù)學(xué)的廣泛性。
應(yīng)用數(shù)學(xué)則是一個(gè)龐大的系統(tǒng),有人說,它是我們的全部知識(shí)中,凡是能用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表示的那一部分。應(yīng)用數(shù)學(xué)著限于說明自然現(xiàn)象,解決實(shí)際問題,是純粹數(shù)學(xué)與科學(xué)技術(shù)之間的橋梁。
廣泛的應(yīng)用性也是數(shù)學(xué)的一個(gè)顯著特征。宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數(shù)學(xué)。20世紀(jì)里,隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)分支的大量涌現(xiàn),數(shù)學(xué)已經(jīng)滲透到幾乎所有的科學(xué)部門。不僅物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科仍在廣泛地享用數(shù)學(xué)的成果,連過去很少使用數(shù)學(xué)的生物學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、歷史學(xué)等等,也與數(shù)學(xué)結(jié)合形成了內(nèi)容豐富的生物數(shù)學(xué)、數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)心理學(xué)、數(shù)理語(yǔ)言學(xué)、數(shù)學(xué)歷史學(xué)等邊緣學(xué)科。
各門科學(xué)的“數(shù)學(xué)化”,是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的一大趨勢(shì)。
告名人廣告是現(xiàn)代廣告中常見的一種方式。請(qǐng)名人代言廣告有諸多好處,一來名人之所以成為名人,必在某個(gè)領(lǐng)域有過人之處或?qū)ι鐣?huì)有突出貢獻(xiàn),請(qǐng)名人做廣告容易獲得受眾信任;二來名人都有專屬于自己的粉絲,而粉絲會(huì)自覺不自覺地模仿或支持偶像的行為,如果名人代言了某個(gè)產(chǎn)品,那么粉絲也有可能因?yàn)榕枷竦耐扑]而使用該產(chǎn)品,從而極大地促進(jìn)產(chǎn)品銷售。其實(shí)名人代言廣告古已有之,如“伯樂相馬”。據(jù)《戰(zhàn)國(guó)策•燕二》記載:“人有賣馬者,比三旦立市,人莫之知。往見伯樂曰:‘臣有駿馬,欲賣之,比三旦立市,人莫與言。愿子還而視之,去而顧之,臣請(qǐng)獻(xiàn)一朝之賈。’伯樂乃還而視之,去而顧之,一旦而馬價(jià)十倍。”同一匹馬,在市場(chǎng)上呆了三天無人問津,但請(qǐng)來伯樂到市場(chǎng)上看了兩眼后,這匹馬不僅當(dāng)天就賣出去了,而且價(jià)格漲了十倍,效果可謂立竿見影,這充分說明了千里馬還需伯樂識(shí)的道理,這就是名人代言廣告的力量。
二、“武松打虎”與廣告語(yǔ)
廣告語(yǔ)又稱廣告口號(hào)、廣告標(biāo)語(yǔ),是廣告中具有特殊功能且舉足輕重的一句話。好的廣告語(yǔ)能夠樹立產(chǎn)品和品牌的鮮明形象,讓人印象深刻,激發(fā)消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。依靠一句好的廣告語(yǔ)一舉成名的品牌數(shù)不勝數(shù),比如,“好迪真好,大家好才是真的好”讓人認(rèn)識(shí)并記住了好迪洗發(fā)水,“農(nóng)夫山泉有點(diǎn)甜”讓人記住了農(nóng)夫山泉,“鉆石恒久遠(yuǎn),一顆永流傳”讓人記住了戴比爾斯(DeBeers)。一般來說,好的廣告語(yǔ)應(yīng)具有以下幾個(gè)特征:一是符合KISS原則,KISS就是“KeepItSweetandSimple”,簡(jiǎn)潔甜美;二是與眾不同;三是通俗易懂。在《水滸傳》中,就有一句絕妙的廣告語(yǔ),即“武松打虎”一節(jié)中的“三碗不過崗”。武松到景陽(yáng)崗本意并不是為了打虎,而是尋找他的兄長(zhǎng)武大郎,然而當(dāng)他來到景陽(yáng)崗下,看到了一個(gè)店家的廣告“三碗不過崗”,正是在這句話的刺激下,武松連喝了十八碗酒,然后上山打了老虎,成為一段廣為流傳的歷史佳話。且不論這段歷史真實(shí)與否,單論“三碗不過崗”這句話,即使放在今天,依然是一句不可多得的精彩的廣告語(yǔ)。其精彩之處有三:一是目標(biāo)受眾定位準(zhǔn)確,景陽(yáng)崗地處荒郊野嶺,經(jīng)過的鮮有文人雅士,販夫走卒居多,這句話沒有故作風(fēng)雅,而是通俗易懂,非常貼合目標(biāo)受眾的接受水平;二是易于激發(fā)受眾的逆反心理,武松正是受了“不”字的刺激,你說喝了三碗酒就過不了景陽(yáng)崗,我偏喝給你看,結(jié)果他連喝了十八碗酒,說明這種反向訴求很好地促進(jìn)了銷售;三是夠短,好的廣告語(yǔ)無需贅言,五個(gè)字足矣。
三、酒旗與路牌廣告
路牌廣告最早的形式恐怕就是酒旗了。古代文學(xué)中對(duì)酒旗多有描述,比如,白居易《曲江》中的名句“細(xì)草岸西東,酒旗搖水風(fēng)”,杜牧《江南春》“千里鶯啼綠映紅,水村山郭酒旗風(fēng)”,劉禹錫《堤上行三首》“酒旗相望大堤頭,堤下連墻堤上樓”,張籍《江南行》“長(zhǎng)干午日沽春酒,高高酒旗懸江口”,韋應(yīng)物《酒肆行》“碧疏玲瓏含春風(fēng),銀題彩幟邀上客”等,不勝枚舉。顯然,酒旗給古人的生活增添了不少色彩,因此,深得眾多文人墨客的青睞。可見,酒旗在當(dāng)時(shí)已是一種非常成功的廣告形式,甚至可以堪稱商業(yè)性和藝術(shù)性完美結(jié)合的典范。到了宋代以后,不僅酒旗廣告上的裝飾手法已很豐富,而且還有很多畫家也以酒旗入畫,如《清明上河圖》,橋頭就有一間酒樓,上懸五條幅旗,上書“新酒”。再后來,酒旗甚至已不再僅僅是酒樓本身的一種標(biāo)志廣告,還變成了一種廣告媒體。有的酒旗直接被用作酒的廣告,如明代正德年間朝廷開設(shè)的酒館,酒旗上題有名家墨寶:“本店發(fā)賣四時(shí)荷花高酒”,荷花高酒是當(dāng)時(shí)宮廷御釀;有的酒旗則標(biāo)明經(jīng)營(yíng)方式,如《歧路燈》里的開封“西蓬壺館”木牌坊上就書寫著“包辦酒席”;更多的酒旗則極力渲染酒香,如清代八角鼓曲《瑞雪成堆》中“杏花村內(nèi)酒旗飛”的酒旗上就書寫著“開壇香十里,就是神仙也要醉”等字樣。今天,酒旗已演變成琳瑯滿目的路牌廣告、旗幟廣告、燈箱廣告、圍墻廣告等,形式更加多樣化,內(nèi)容也更豐富。
四、結(jié)語(yǔ)
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)科學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
衛(wèi)生部視光學(xué)研究中心溫州醫(yī)學(xué)院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
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