Transcript 现代物理技术讲座
红外成像技术 • 一红外辐射 • 1红外辐射的基本特征：0.77μm-1000 μm 近红外0.77--3 μm ，中红外3--6 μm ，远红 外6--15 μm ，极远红外15--1000 μm 2红外辐射的基本定律：黑体辐射定律 常见军事目标的辐射波长 • 表格 目标 目标温度 军事设施 人员 飞机机身 飞机尾焰 导弹的发射 300 310 400 800 2000 辐射波长 （ μm ） 10 9.64 7.5 3.6 1.5 3红外辐射的传输 • 能透过大气的红外光主要有3个波段： • 1—2.5 μm,3—5 μm,8--14 μm,被人们称为 大气的3个红外窗口 • 能透过红外线的材料：单晶锗1.8-20 μm ， 单晶硅≤11 μm ，多晶氟化钙0.25-10.5 μm ，多晶硫化锌1--14 μm ，多晶氟化镁 3-6.5 μm ，三硫化二砷≤ 11 μm ，聚四氟 乙烯2—7.5 μm,9--14 μm 二红外探测器 • 把红外线（光子）转变为电学量，如电 流，电压等。 • 2红外探测器的工作原理： • 热探测，光电探测 三红外成像 • 红外热像仪的基本原理：物体各部分的 温度不同，辐射的亮度不同而成像 • 热像仪的组成：红外望远镜，光学扫描 仪，红外探测器，信号放大器，显示器 四红外成像技术的军事应用 • 1红外侦察：地面侦察，空中侦察，卫星 侦察 • 2红外制导 • 3红外夜视：主动红外夜视，被动红外夜 视 激光技术 • 激光是20世纪与原子能，半导体，计算 机一起出现的四大发明，带动了一大批 新的学科的诞生：信息光学（全息）， 非线性光学，光通讯（导波光学），光 存储等 一激光的原理 • 光的吸收 • 自发辐射 受激辐射 • 由于外界泵浦光的作用，使光放大 • 成为单色性好，亮度大的激光 三能级系统和四能级系统 • 三能级系统（正常工作困难） 四能级系统广泛使用 • 四能级系统（如He-Ne气体激光） 激光的特性 • 1方向性好 • 2单色性好 • 3亮度高 在单位面积单位时间上的能量， 是太阳的100亿倍以上 • 4相干性好 激光器件的组成 • 1激活介质 • 2泵浦源 • 3谐振腔 激光器的分类 • 1固体激光：红宝石，钕玻璃，YAG（掺 钕钇铝石榴石） • 2气体激光：He—Ne激光，二氧化碳气 体，氩离子激光，氪离子激光，准分子 激光 • 3半导体激光： 按运转方式分类 • 连续型激光， • 脉冲式激光 按激励方式分类 • • • • • 光激励 电激励 化学激励 热激励 核激励 激光的应用 • 1信息领域：激光通信 • 2能量领域：激光加工，激光武器 激光技术的军事应用 • 1激光武器：大功率激光。 • 2特点：快速，灵活，精确，不受电磁干 扰。； • 3激光制导：由目标指示器发射出激光， 在被寻找的对象上反射，由武器的接受 系统接受，进行判断，调整武器的飞行 轨迹。 激光技术的军事应用 • 普通炸弹的误差为100m,激光制导炸弹的 误差为1m. 激光模拟核聚变 • 用激光照射到核物质上，该物质被表面 汽化，在反冲力的作用下，核物质迅速 向中心运动而发生聚变。 全息技术 • 1普通照相的缺陷：只记录光强，没有记 录相位 • 2全息记录；用激光作光源，物光和参考 光在记录版上干涉。用与参考光相同的 再现光，物体的像就可以完全再现，立 体感很强。 全息技术的应用 • 全息光栅 • 全息干涉测量 • 全息储存1平方nm的面积上，可以储存1 千完位信息，相当于1平方厘米上储存1 万亿G的信息！全息储存是今后高密度储 存的方向。 新能源技术 • 一新能源技术概述 • 1新能源和新能源技术：新能源指尚未被 人类大规模利用，还有待进一步研究试 验与开发的能源，主要指太阳能，风能， 地热能，海洋能，核聚变 2能源的分类与评价 • 一次能源指自然界中以天然形式存在的 能源，如原油，原煤，核燃料，风能， 水力能，太阳能，地热能。 • 二次能源指由一次能源直接或间接转换 成的能源产品如煤油，汽油，氢气。 3新能源材料 • 太阳能运转材料：单晶硅11-17%，价格 较贵，多晶硅8-10%，成本低。 • 高温结构陶瓷：高温工作，提高效率。 • 超导材料 • 非晶态材料 • 高密度储能材料：锂电池，氢气。 二新能源的开发和利用 • 1原子能：裂变和聚变 U n Ba Kr 3 n E 235 92 3 1 1 0 141 5 92 36 1 0 H H He n 17.6MeV 2 1 4 2 1 0 2太阳能 • 专家预测：21世纪太阳能将成为人类的 主要能源之一。 • 利用方式：光热转换，光电转换，光化 学转换。 3风能 • 在我国西步风力大的地方，10万台发电 机。 4海洋能 • 利用方式： • 潮汐发电，波浪发电，海水温差发电， 海流能发电。 5地热能 • 西藏羊八井地热电站。 • 直接利用：温泉 6氢能 • 将其他形式的能源以氢形式储存，在燃 烧。 四核能在军事上的应用 • 1原子弹：冲击波，光辐射，核辐射，放 射性沾染，电磁脉冲。 • 2氢弹：由原子弹作引爆弹，威力巨大。 • 3中子弹：辐射破坏 空间技术 • 一空间技术的发展 • 大气层内叫航空，大气层外太阳系内叫 叫航天，太阳系外叫宇航。 • 空间运载技术：火箭的多级发射 M0 v u ln M 空间飞行技术 • 利用万有引力定律 • 火箭喷射 • 太阳能 空间技术应用 • • • • • • 1侦察卫星 2气象卫星 3通讯卫星 4导航卫星 5测地卫星 6卫星武器 空间技术的前景 • • • • • 空间能源：太阳能 太空生产领域 发展通讯卫星 进军太空：资源，能源，居住地 寻找人类之外的有智慧的生命