相机底片中星芒现象的研究STUDY ON STAR AWNS PHENOMENON IN CAMERA NEGATIVES
韩佩杉,伍泓锦,黄博文,杨浩林,贾欣燕,刘其军,常相辉,魏云,樊代和
摘要(Abstract)：
从理论和实验两方面研究了照相机底片中出现的星芒现象,同时该现象也是2018年IYPT赛题之一(见文献[1])需研究的提灯辐射问题。首先,通过简化的物理模型,结合小孔衍射原理和利用数值模拟的方法,从理论上解释了相机底片中星芒现象出现的原因,探究了星芒的数量和细锐度的影响因素。其次,在实验上,利用具有不同光圈参数的相机,对星芒现象进行了研究。实验结果和数值模拟分析结果一致:当相机光圈为中心对称图形时,出现的星芒个数为叶片数;当相机光圈为轴对称而非中心对称图形时,星芒个数为叶片数的二倍;相机光圈孔径越小,星芒越细锐。
关键词(KeyWords)： 星芒;提灯辐射;衍射;细锐度
基金项目(Foundation): 西南交通大学个性化实验(GX201812147);; 中国高等教育理科教育专业委员会高等理科教育研究课题;; 西南交通大学2018年本科教育教学研究与改革项目(1802034;1801012)
作者(Author): 韩佩杉,伍泓锦,黄博文,杨浩林,贾欣燕,刘其军,常相辉,魏云,樊代和
参考文献(References)：
- [1]2018年第31届国际青年物理学家竞赛(IYPT)题目[OL/DB].http://iypt.org/images/9/9f/problems2018_signed.pdf.(2017-07-13).
- [2]吴启海.非球面摄影镜头的主要特性及使用现状[J].照相机,2000(02):11-14.WANG D Z.Main characteristics and usage status of aspherical photographic lenses[J].Camera,2000(02):11-14.(in Chinese)
- [3]杨植宗,段永法,刘洋,等.光的干涉与衍射现象的物理本质[J].高师理科学刊,2011,31(01):57-58,80.YANG Z Z,DUANG Y F,LIU Y,et al.The interference of light and the physical nature of diffraction[J].Journal of Science of Teachers'College and University,2011,31(1):57-58,80.(in Chinese)
- [4]马科斯·波恩;埃米尔·沃尔夫.光学原理[M].7版.杨葭荪,译.北京:电子工业出版社,2009.
- [5]姚启钧.光学教程[M].5版.北京:高等教育出版社,2014.
- [6]戴又善.二维小孔的对称变换与夫琅禾费衍射光强分布[J].大学物理,2011,30(11):22-27.DAI Y S.Symmetrical transformation for two-dimensional apertures and intensity distribution of the Fraunhofer diffraction[J].College Physics,2011,30(11):22-27.(in Chinese)
- [7]李定川.数码单反相机的成像原理[J].影像技术,2007(02):29-33.LI D C.Imaging principle of digital SLR cameras[J].Image Technology,2007(2):29-33.(in Chinese)
- [8]仲志国,李硕,李婧,等.基于Matlab的菲涅尔直边衍射仿真与GUI设计[J].南阳师范学院学报,2012,11(12):36-38.ZHONG Z G,LI S,LI J,et al.Simulation of Fresnel straight edge diffraction based on Matlab and GUI design[J].Journal of Nanyang Normal University,2012,11(12):36-38.(in Chinese)
- [9]王莉,杨会静,段芳芳.用MATLAB模拟菲涅耳直边衍射[J].唐山师范学院学报,2008(05):131-132.WANG L,YANG H J,DUAN F F.Simulation of Fresnel straight edge diffraction with MATLAB[J].Journal of Tangshan Normal University,2008(5):131-132.(in Chinese)
- [10]GHATAK A.光学[M].4版.张晓光,席丽霞,余和军,译.北京:清华大学出版社,2013.
- [11]康颖,陈浩.正多边形孔的夫琅和费衍射光强的计算[J].海军工程学院学报,1989(01):57-62.KANG Y,CHEN H.Calculation of Fraunhofer diffraction light intensity of regular polygon holes[J].Journal of Naval University of Engineering,1989(1):57-62.(in Chinese)
- [12]张文玉,戴又善.夫琅禾费衍射的线性变换计算[J].大学物理,2016,35(07):47-55.ZHANG W Y,DAI Y S.Calculate of Fraunhofer diffraction by linear transformation[J].College Physics,2016,35(7):47-55.(in Chinese)
- [13]吕乃光.傅里叶光学[M].3版.北京:机械工业出版社,2016.