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二級注冊計量師考試專業實務案例分析

光學與信息光學

光學是一門古老的科學，其起源可以追溯到3000年以前，我國的春秋戰國時代的《墨經》中已記載了投影小孔成像等光學現象。古希臘學者歐幾里德的《反射光學》一書，研究了光的直線傳播原理和光的反射定律。事實上，人們對光現象的認識最初就是從光的傳輸方向等幾何量的變化開始的。幾百年來，經過伽利略、牛頓、惠更斯、菲涅耳、夫瑯和費、麥克斯韋、愛因斯坦等偉大先驅們持續的努力，光學已發展成為物理學中一門極為重要的基礎學科，它運用嚴格的數學理論和方法，發展和形成了一套完整的理論體系及一套與理論相配合的實驗方法。

光學是研究光波傳播規律的科學。研究光是怎樣從幾百萬年以遠的銀河外星系傳播到地球上；研究光在顯微鏡中通過聚光鏡照亮標本，再通過物鏡成像，經過目鏡放大，最后通過眼睛的晶狀體投影到視網膜上的全過程；研究遙遠的村莊、湖泊通過沙漠上空的灼熱大氣的折射，形成海市蜃樓的奇觀…

光學又是研究光波與物質相互作用的科學。研究在太陽照射下植物的光合作用；研究照射到照相底片上的光波引起感光乳膠的變化；研究光波照射半導體的PN結產生的光電流；研究光輻射如何影響癌細胞的繁衍…

光學從誕生之日起，就是一門"儀器化"的科學。在它數百年發展的歷程中，逐漸形成了一系列很有特色的實驗裝置和測試設備-光學儀器。從放大鏡、眼鏡到有幾百萬個光學鏡片和復雜的電氣、機械系統的大型天象儀、大型天文望遠鏡；從照相機、放大機、復印機到經緯儀、潛望鏡、測距儀，光學儀器普遍用于人們生活、工作的各個領域。對光學儀器的研究構成了光學學科的一個分支。2012年二級注冊計量師考試

經典光學主要分為兩部分：幾何光學和波動光學。經過幾百年漫長的道路，這兩部分都已發展接近成熟。利用幾何光學和波動光學非常成功地解釋了大部分的光學現象和光學效應。但在二十世紀中葉，光學作為物理學的一個分支，發生了深刻的變化。

1. 1948年，全息術的誕生，物理學家第一次精確地拍攝下一張立體的物體像，它幾乎記錄了光波所攜帶的全部信息（這正是“全息”名稱的來歷）！

2. 1955年，科學家第一次提出“光學傳遞函數”的新概念，并用它來評價光學鏡頭的質量。

3. 1960年，一種全新的光源-激光器誕生了，它的出現極大地推動了相關學科的發展。

由于激光器的應用，全息術獲得了新的生命。全息術和光學傳遞函數的概念結合，使光學研究不再限于用光強、振幅的空間分布來描述光學圖像，而把圖像看作是由緩慢變化的背景、粗的輪廓等比較低的"空間頻率"成分和急劇變化的細節等比較高的"空間頻率"成分構成的，用頻率的分布和變化來描述光學圖像。一門新的學科-信息光學（付里葉光學）從傳統的經典波動光學中脫穎而出。

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