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光学工程和海洋科学(海洋光学专业)

来源:www.shuishangwuliu.com   时间:2023-07-27 02:57   点击:270  编辑:jing 手机版

1. 海洋光学专业

我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。

几何光学是从几个由实验得来的基本原理出发,来研究光的传播问题的学科。它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径,它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。

物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科,所以也称为波动光学。它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振,以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。

波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系,而侧重于解释光波的表现规律。波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象 ,以及光在媒质界面附近的表现;也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。

量子光学1900年普朗克在研究黑体辐射时,为了从理论上推导出得到的与实际相符甚好的经验公式,他大胆地提出了与经典概念迥然不同的假设,即“组成黑体的振子的能量不能连续变化,只能取一份份的分立值”。

1905 年,爱因斯坦在研究光电效应时推广了普朗克的上述量子论,进而提出了光子的概念。他认为光能并不像电磁波理论所描述的那样分布在波阵面上,而是集中在所谓光子的微粒上。在光电效应中,当光子照射到金属表面时,一次为金属中的电子全部吸收,而无需电磁理论所预计的那种累积能量的时间,电子把这能量的一部分用于克服金属表面对它的 吸力即作逸出功,余下的就变成电子离开金属表面后的动能。

这种从光子的性质出发,来研究光与物质相互作用的学科即为量子光学。它的基础主要是量子力学和量子电动力学。

光的这种既表现出波动性又具有粒子性的现象既为光的波粒二象性。后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了:非但光有这种两重性,世界的所有物质,包括电子、质子、中子和原子以及所有的宏观事物,也都有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。

应用光学光学是由许多与物理学紧密联系的分支学科组成;由于它有广泛的应用,所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。例如,有关电磁辐射的物理量的测量的光度学、辐射度学;以正常平均人眼为接收器,来研究电磁辐射所引起的彩色视觉,及其心理物理量的测量的色度学;以及众多的技术光学:光学系统设计及光学仪器理论,光学制造和光学测试,干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等;还有与其他学科交叉的分支,如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。

2. 海洋光学专业就业前景

用各种遥感方法获得并提取光波所携带的海洋信息。主要采用多光谱遥感技术:用多光谱传感器接收海面向上光谱辐射和海面热辐射,然后根据海洋-大气系统辐射传递模式进行数据和图象处理,得出海洋的环境参数。

海洋辐射传递的光谱特征是多光谱遥感探测海洋的基础。多光谱传感器参数的确定,依赖于海洋光谱辐射研究。海洋的向上辐亮度,只有陆地的0.1~0.05倍,且动态范围很小。确定海洋环境参数所要求的光谱带宽为10nm,而陆地遥感所要求的光谱带宽,一般要增大10倍以上。因此,用来探测海洋和海岸带的多光谱传感器具有较窄的光谱带宽。为了获得较大的接收能量,传感器具有较大的瞬时视场角。例如,海岸带海色扫描仪(CZCS)的可见光波段的光谱带宽为20nm,瞬时视场角为 0.05°,相应的地面分辨率约为800m。自20世纪70年代末以后发展起来的陆地-D卫星(美国)、斯包特卫星(法国)、地球资源卫星 1号(欧洲空间局)、气象海洋卫星(日本)、流星Ⅱ型卫星(苏联),在光谱选择、地面分辨率、遥感器配置等总体设计中,都尽可能地兼顾了陆地和海洋的光谱辐射特征。海洋卫星的主要遥感手段,虽然是各种微波传感器,但是对于提供完整的海洋数据信息而言,光学遥感依然是不可缺少的有效手段。

3. 海洋光学专业大学排名

两者相比较而言,雷达卫星先进些。

光学是最常见的卫星传感器。光学传感器收集人眼可以感知的波长范围内的光和附近红外线中的光。光学传感可以被认为是被动的。卫星传感器在各种电磁辐射频率范围内检查地球表面。

另一方面,雷达遥感可以被认为是主动的。传感器向地球发射微波,以记录其在环绕地球运行的接收器上是如何反射的。这些传感器在观察类型方面提供了广泛的功能。

1.图像目的

使用光学卫星是一种像人眼一样观察世界的好方法。光学传感器测量反射的太阳光,因此只能在白天工作,不能穿透云层。

另一方面,雷达传感器显示人眼不可见的土地覆盖物,且对目标表面的纹理(粗糙度和湿度)敏感;因此,几乎可以在所有天气条件下捕捉所有细节。这些细节包括;海洋污染、土壤湿度、森林生物量和植被覆盖作物类型。

2.角度描绘

光学传感器主要是直视下测量与光线垂直的角度。虽雷达传感器是侧视的,但也会以不同的方式描绘物体的角度,实际上测量的是距离。

3.图像照明

光学传感器依靠太阳光或热辐射来产生传感器观察到的亮度。因此,传感器图像取决于一天中不同时间的不同太阳角度。

相比之下,远程雷达传感器通过天线传输的无线电波携带其照明源。因此,它可以在白天或晚上的任何时间以同样的效率使用。

4.天气状况

光学传感器最显着的缺点是会受到天气条件的不利影响。在透视云层和植被方面有一个缺点。因此,只有在天气和阳光允许的情况下,光学传感器才能捕获高质量的图像。

虽然雷达传感器最显着的优点是不受天气条件的影响,可以穿透云层和植被,但在黑暗或厚厚的云层覆盖时,也可以在感兴趣的区域上使用雷达传感器。

5.开展观察的范围

光学卫星可以详细检查给定的感兴趣区域。使用光学传感器对大片区域进行扫描时,可能比远程雷达卫星多花几天时间。与此同时,雷达传感器非常适合定期扫描复杂、广阔的区域并检测那里可能发生的潜在变化,在短时间内以连续的方式完成此操作。

6.波长或频率的差异

光学传感器使用的波长接近可见光,可以等同于1微米。因此,使用光学传感器捕获的物体可能看起来更平滑。

另一方面,远程雷达传感器使用 1cm 到 1m 的波长。与光学传感器相比,这种优势使其适用于多云和暴风雨天气条件

4. 海洋光学怎么样

水下成像是水下光学和海洋光学学科的重要研究方向,是人类认识海洋、开发利用海洋和保护海洋的重要手段和工具,具有探测目标直观、成像分辨率高、信息含量高等优点。该技术已经被广泛的应用于水中目标侦察/探测/识别、水下考古、海底资源勘探、生物研究、水下工程安装/检修、水下环境监测、救生打捞等领域。

水下成像的优点

1.探测目标直观

2.成像分辨率高

3.信息含量高

4.图像质量好

5.画幅速率高

6.体积小

5. 海洋光学专业就业方向

海洋镜片是常规性的光学镜镜片材质的意思,多半是以装饰镜功能为主。海洋镜片功能最主要的还是起到一定的装饰和美观的作用,海洋镜片本身基本都是普通镜片,所以透光率不会有所影响。

而且不对海洋镜片进行镀膜的最主要原因,还是因为怕镀膜会对海洋镜片产生一定的色差,导致视线的不清晰,同时也影响整体镜片的美观。

6. 海洋光学专业 工作推荐

1、眼视光技术是中国普通高等学校专科专业,修业年限为三年,所授课程为《眼科学基础》《视光学理论与方法》等。

2、视光与配镜技术《眼屈光检查》、《眼镜光学》、《眼镜学概论》、《隐形眼镜学》、《配镜技术》、《验光技术》、《眼镜材料与工艺学》 部分高校按以下专业方向培养:视光与配镜技术眼镜设计与贸易

7. 海洋技术光学方向

水下成像是水下光学和海洋光学学科的重要研究方向,是人类认识海洋、开发利用海洋和保护海洋的重要手段和工具,具有探测目标直观、成像分辨率高、信息含量高等优点。该技术已经被广泛的应用于水中目标侦察/探测/识别、水下考古、海底资源勘探、生物研究、水下工程安装/检修、水下环境监测、救生打捞等领域。

水下成像的优点

1.探测目标直观

2.成像分辨率高

3.信息含量高

4.图像质量好

5.画幅速率高

6.体积小

8. 海洋光学发展现状

非常好考

以往经验看,并不难。

9. 海洋光学发展前景

1. 海兽葡萄镜是用来观察海洋生物的工具。2. 它的主要原理是利用镜片和光学装置,将海洋中的生物放大并清晰地显示出来,帮助科学家研究和观察海洋生态系统。3. 海兽葡萄镜的使用可以帮助科学家了解海洋生物的种类、数量、分布以及它们的行为习性等,对于保护海洋生态环境和生物多样性具有重要意义。此外,它也可以用于教育和科普活动,让更多人了解和关注海洋生物的美丽和重要性。

10. 海洋大学光学工程

1就业前景非常好。

光电信息科学与工程专业毕业生可在计量、质检、国防军工相关的事业单位和高新技术企业从事光电信息技术、视频图像处理、光通信技术、激光技术、虚拟现实、物联网技术等方面的科学研究、产品设计和开发、生产技术、管理等工作。

本专业毕业生可在光学工程、光学、物理电子学等专业继续深造,每年约20-30%的学生考取研究生,进入国内外一流高校或研究院所深造。75%左右学生进入海康威视、大华股份、宇视科技、舜宇光电、中控技术、永光电子等各类知名企事业单位就业

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