利用Tracker定量分析弹簧振子x-t图像的实验研究

在物理实验的设计中往往会使用到频闪照相机来分析物体运动的轨迹.然而频闪照相机在课堂教学中并不能很好地被大多数教师使用,而且频闪照相机对于照相机本身的要求也较高,给课堂教学带来了难度.在实验室中利用视频分析软件Tracker分析物体的运动轨迹是高校中研究此类问题的一种有效途径,希望通过研究和尝试,将高校中的研究方法带入高中的教学活动中,使高中的物理研究结果更趋向完整.以分析弹簧振子的简谐运动为例,对Tracker在高中物理教学中的应用进行探讨.     

简易频闪摄影装置

本实验装置是一台轻巧的频闪点光源,可以把它当作运动物体,或把它紧固在物体上随同物体一起运动,在暗室中拍摄出频闪点光源运动时各次闪光时刻的位置。因而比一般的频闪摄影能耗低得多,且图象非常清晰。     

采用针孔照相法测量炮弹飞行姿态

测量炮弹的飞行姿态,特别是距炮口200米内的飞行姿态,是外弹道实验最重要的内容之一,因为飞行姿态与飞行稳定性及射击密集度的研究密切相关。当前,测量飞行姿态的方法有攻角纸靶、弹道靶道及高速摄影等。攻角纸靶简单、经济,但它对弹丸的运动有干扰,精度较低;弹道靶道能得到精确的飞行姿态数据,但必须建立一系列火花闪光照相站,耗费巨大;弹道同步照相及高速分幅照相也可测量姿态,但因精度较低,化费大,实际上没有得到广泛应用。 用在弹头上安装针孔照相机的方法,并借助一个频闪平行光源,能够直接记录攻角——时间变化曲线。此法比较简单、经济、精确,其缺点是需要回收射击的炮弹。     

照相机技术发展概况

本文在扼要地介绍了照相机技术发展的三个历史阶段和当前国内外照相机的主要类型之后,从镜头、快门、测光技术、自动曝光、自动调焦和全电子彩色照相系统等六个方面重点地介绍了照相机的发展现状和趋势,最后介绍了我国照相机工业的发展近况。     

频闪光照相脉冲氙灯

我们制成一台频闪光照相脉冲氙灯,它具有脉冲功率高、光脉冲短、色温特性好(接近日光)、频闪周期可调范围宽(也可以单次闪光)以及节省能源、使用方便等优点。可用于照相记录物体运动轨道、特技摄影(如运动员的动作分解)或其它摄影时做频闪光源。还可以提供3—30伏稳定直流电压。此灯的频闪周期为10ms至3s,连续可调。频闪状态下,每次输入到氙灯的能量为5焦耳或10焦耳;单次闪光时为50焦耳或100焦耳。     

摄影测量中的最小二乘法

随着高速摄影应用技术的不断发展,摄影数据处理的方法也日趋完善。通常,用高速摄影作运动分析的目的首先是计算运动目标的位移、速度和加速度。目前,计算位移、速度、加速度的方法也有多种,这里仅就最小二乘法在高速摄影数据处理中的应用谈一点粗浅的看法。     

脉冲光源的时间参量控制

在空气动力、激波等高速瞬变时空现象的研究中,利用配备有频闪光源的高速摄影技术,已是经常被采用的有效手段。在这种场合下,光源不仅起到曝光作用,同时还具有快门和分幅的功能。为了保证能一次性地得到大量、清瞬的时空信息,除了被照物体的足够照度外,光源的发光前沿,有效闪光持续时间和余辉时间更是一个十分重要的参量指标。本文就影响上述时间参量的若干因素以及控制措施,谈谈我们的初浅体会,供从事频闪拍摄工作的同志们参考。     

利用相位差实现自动调度

<正> 如何在照相机上实现自动调焦已成为世界各国研究的新课题。七十年代末出现了配有自动调焦的照相机产品。如,日本的KanicaC35AF利用基线测距的原理和光电转换系统实现了自动调焦。又如,美国的Polaroid SX-70利用超声波进行测距。但是上述调焦方案均不能用于单透镜反光式照相机。下述的相位差法调焦则适用于单透镜反光式照相机。     

神光Ⅲ主机搭载平台双光路自动瞄准系统

神光Ⅲ主机靶室中用来搭载多种物理诊断设备(条纹相机、分幅相机等)的平台要求具有很高的定位精度和工作稳定性,能方便、可靠地实现对靶室内打靶目标的瞄准,为此设计了一种双光路自动调整与瞄准装置,其位置精度可以保证20μm范围内。搭载平台采用了一套双光路成像系统和一套三自由度运动部件构成瞄准系统。在瞄准系统中,应用视觉伺服控制技术,实现了搭载平台对打靶目标的高精度自动瞄准。搭载平台已经安装到神光Ⅲ主机装置上进行了自动瞄准精度检测,得到径向(z)和指向(x,y)的瞄准调整精度分别为14,11,12μm;实际搭载了分幅相机进行激光打靶考核验证,通过物理实验得到了X光焦斑图像,表明该自动瞄准调整系统满足工程使用要求。     

超高速摄影仪转镜谐响应的数值与试验分析

 对超高速摄影仪转镜进行了谐响应数值分析,得到转镜在正弦周期激励下的幅频响应曲线、应力等值线图。转镜的幅频响应曲线在354 Hz处出现峰值,一阶扭转和二阶弯曲共振带出现了叠加,在1 600 Hz处曲线有细微的波动,转镜在一阶弯曲共振点处的幅频曲线幅值远大于其在1 600 Hz处的幅值,共振点处的等效应力是其匀速运转时的358倍。在转镜试验测试系统上测得的转镜幅频曲线在297 Hz 和355 Hz处均出现了峰值,数值解和实验结果能够很好地吻合。这说明转镜的一阶弯曲固有频率共振带是转镜的危险速度带,一阶弯曲是转镜出现动力学破坏的主要原因。仿真结果与实验结果的一致性表明,利用数值方法预测转镜的设计能否成功克服受迫振动引起的破坏是有效的。     

光学传递函数

当我们看到一幅形象逼真、细节清晰、层次丰富的照片时,不禁要赞赏作者的摄影技巧.其实,这里除了技巧之外,照相机的质量也起着重要的作用.时常听说,“这架相机的质量挺高”.可是,对于照相机的设计和检验人员来说,单单用“高”、“低”这样笼统的评语是很不充分的.他们必须找到一种既能反映实际使用效果的好坏,又有严格科学依据的定量指标来评价一架照相机的质量.实际上,除了照相机之外,还有许多光学系统也是用来成象的,例如放映机和望远镜等等,它们也都存在成象质量的评价问题,即“象质评价”问题. 尽管在伽利略时代(十七世纪初)便有了望远…     

光学补偿的一些新用途

高速摄影的胶片从间歇移动发展到连续输片,其中主要关键部件是光学补偿器(即透镜式、棱镜式、反射镜等),使物体(目标)的象移与胶片速度尽可能相一致,从而,高速摄影机的摄影频率(中低频)从每秒几百幅提高到几千幅,甚至几万幅,使高速摄影频率有了数量级的提高。     

基于面阵CCD和小波变换的航空相机自动调焦研究

分析了线阵CCD交汇测量的工作原理和在最优化结构布局条件下系统的工作特点。提出了一种利用面阵CCD和小波变换理论测量航空相机摄影高度并自动完成相机调焦的方法。给出了实测系统的设计方案。结果表明 ,利用面阵CCD图像小波变换后的边缘特征 ,可自动确定航空相机的摄影距离 ,并能实现相机的自动调焦 ;通过改变CCD中心区域的大小 ,可以排除地面上多个相同目标的影响     

单片机显微摄影控制系统

本文介绍了实现显徼摄影系统智能化的设计思想和实现方法,并研制了一个以8039单片机为核心,能与显微镜及摄影装置组成微电脑控制自动曝光摄影显微系统的数据处理控制系统。这一系统采用了软件校正误差处理方法,克服了环境温度,光敏器件的非线性等因素的影响,使系统在光照度变化范围很大的条件下均能自动地获得准确的摄影曝光时间,并实现自动拍摄和自动卷片。它克服了目前国内生产的显微摄影装置采用手动控制所带来的工作速度慢、可靠性差、操作不方便、效率低等缺点。     

问与答

<正> 一、35毫米测距连动照相机为什么不使用长焦距摄影镜头? 从目前市场上出售的国内外35毫米测距连动照相机来看,它们所使用的摄影镜头,多为28毫米或40毫米的定焦距准广角镜头,很少或几乎见不到使用长焦距镜头的同类相机。这是     

值得讨论的两个问题

(一)关于高速喷射气体的摄影探讨 在拍摄一个军用自动灭火系统动态试验中,有一项灭火瓶喷射状态参数测定的高速摄影。其目的是利用高速摄影分析灭火系统的起爆时间、灭火剂有效喷射时间,(均是毫秒级)以检验该系统的实际战术指标。     

一种目标遮挡情况下的自动跟踪控制方法

为解决自动跟踪过程中目标被遮挡导致丢失的问题,提出一种光电观瞄系统抗目标遮挡的自动跟踪控制方法。在正常跟踪状态时记录当前跟踪控制命令,当目标被遮挡后控制系统进入记忆跟踪状态时,对记录的若干组控制命令进行二次曲线拟合,预测出目标遮挡过程中的控制命令,从而预测目标的运动轨迹,保证自动跟踪的稳定性和可靠性。在目标突然转向或作变加减速运动的情况下,二次曲线拟合的预测误差不大于6%,远小于线性拟合的预测误差73%。该方法已被某型光电观瞄系统挂飞试验进行了验证,结果表明:在目标被短暂遮挡时,观瞄系统自动跟踪过程平稳,瞄准线稳定。     

全息摄影技术及其应用的一些新发展

本文综述了1980-1983以来国内外在全息摄影及其应用方面的一些主要发展。着重介绍了:1、微微秒全息摄影;2、像消旋转技术;3、高速实时全息的研究和应用情况;4、全息无损检测在工生部门应用概况;5、脉冲高速全息分幅摄影的发展情况;6、全息信息的自动处理。     

运用摄影成像原理提高学生对光学的兴趣

运用摄影成像原理提高学生对光学的兴趣陈焕菲（广州市轻工业中专学校５１０６１０）照相机是同学们可以经常接触到的光学仪器（集光、机、电于一体），而且大家都有学会使用照相机的迫切愿望，从学习使用照相机的有关知识进行应用性教学是提高学生学习兴趣的一个突破口．...     

国外点滴

<正> 世界上第一个自动对焦——TTL单镜反光照相机日本旭光光学工业公司于1981年11月21日开始发售世界上第一个采用“机身AF”方式的TTL自动对焦单镜反光照相机Pentax ME-F和SMC Pentax AF Zoom35～70mmF2.8自动对焦变焦镜头。该AF(Automatic Fo-cusing即自动对焦)系统称为Pentax TTL-