光的论文研究

光的论文研究

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。随着计算机网络，特别是互联网的发展，数据信息的传送量越来越大，客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有随机性、突发性，因此如何传送这一类信号，就成为光通信技术要解决的重点。

另外，传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中，所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网，实现IP等数据信号在光层（包括在波分复用系统）的直接承载，就是大家熟知的IP over Optical的技术。

由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源，可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载，后来，通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多，例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。

于是，人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法，起初是先将IP或Ethernet装进ATM，然后再映射进SDH传输，即IP/Ethernet over ATM，再over SDH。后来，又把中间过程省去，直接将IP或Ethernet送到SDH，如PPP、LAPS、SDL、GFP等，即IP over SDH、POS或EOS。

不断增加的信道容量

光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到10Gb/s，近来，40GB/s已实现商品化。同时，还正在探讨更大容量的系统，如160Gb/s（单波道）系统已在实验室研制开发成功，正在考虑为其制定标准。此外，利用波分复用等信道复用技术，还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s（即320Gb/s）的DWDM系统已普遍应用，160×10Gb/s（即1.6Tb/s）的系统也投入了商用，实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问，这些对于骨干网的传输是非常有利的。

信号超长距离的传输

从宏观来说，对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好，所有研究光纤通信技术的机构，都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后，这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加，例如，由当初的20km、40km，最多为80km，增加到120km、160km。而且，总的无再生中继距离也在不断增加，如从600km左右增加到3000km、4000km。

从技术的角度看，光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现，为增大无再生中继距离创造了条件。同时，采用有利于长距离传送的线路编码，如RZ或CS-RZ码；采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度；用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施，已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统，4000km无电再生中继器的超长距离传输。

光传输与交换技术的融合

随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移，光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点，比较靠近用户，特别对于数据业务的用户，希望光通信既能提供传输功能，又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP，就是一个典型的实例。

基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送，提供统一网管的多业务节点设备。实际上，有些MSTP设备除了提供上述业务外，还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。
除了基于SDH的MSTP之外，还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道，即可以用透传的方式，也可以支持各种业务的接入处理，如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等，使WDM系统不仅仅具有传送能力，而且具有业务提供能力。

进一步在光层网络中，将传输与交换功能相结合的结果，则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外，还增加了控制平面，除了能实现原来光传送网的固定型连接（硬连接）外，在信令的控制下，还可以实现交换的连接（软连接）和混合连接。即除了传送功能外，还有交换功能。

互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势

近年来，随着互联网的迅猛发展，IP业务呈现爆炸式增长。预测表明，IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务，构成未来信息网络的基础；同时以WDM为核心、以智能化光网络（ION）为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层，满足未来网络对多粒度信息交换的需求，提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。

对承载业务的光网络而言，下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求，还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换，其目的是通过光层和IP层的适配与融合，建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络，满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。

智能化光网络吸取了IP网的智能化特点，在现有的光传送网上增加了一层控制平面，这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制，而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点，并支持不同的技术方案和不同的业务需求，代表了下一代光网络建设的发展方向。

研究表明，随着IP业务的爆发性增长，电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段，新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制（“软光”技术）的使用，使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络，它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量，同时还将提供良好的恢复机制，以支持带有不同QoS需求的业务，从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络，并开展一些新的应用，包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网（OVPN）等新业务。

综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。

从技术发展趋势角度来看，WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。
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浅析光线对水粉静物写生的影响论文

浅析光线对水粉静物写生的影响论文

在我们水粉静物写生实践中，经常会遇到不同的环境、不同的光线，而水粉静物写生在大多数的美术类专业中一直以来是作为写实实践教学的一个基础画种。作为美术教育工作者来看，现实环境是复杂而又奇妙的，这其中有静物的造型和质感与空间感的同时，更有色彩的构成，而我们所要了解的是，特定不同光线下对于水粉静物写生的不同影响。在我们了解的视觉色彩中，色彩一般是无法用量值来衡量的，只能笼统的称之为色彩三要素: 色相，明度、纯度或饱和度，而光线是我们对其进行感性认识和理性认识的基础，没有光线变化，水粉静物写生也就显得无从入手。影响静物色彩的因素除光线之外当然还有固有色、环境色，但这些全都与光线或者与光源有关系，光线更是美术创作者感受自然界客观物体和进行美术创作必不可少的要素，描绘对象只有在光线的作用下才能呈现出颜色，不同的光线作用在相同静物上会有不同的变化，甚至光线角度的变化也会对静物造成影响，光线作用于静物，而我们的观察中也会受到自身生理和心理的影响和反映，才使大脑产生颜色的感觉。

科学巨匠艾萨克·牛顿( Isaac Newton)于1666年进行了其著名的“光的色散”实验，在此不做具体叙述，但这对于19 世纪后半叶至20世纪初的印象主义产生了较深远的影响，使当时的美术创作者与欣赏者对光线也有了科学而理性的认识，在当时，名声大噪的印象派画家，为了捕捉他们自以为真实的自然光下的瞬间印象，把画框从画室搬到了野外，例如克劳德·莫奈、维森特·梵高等人，就主张直接面对大自然在阳光下作画，他们通过研究光线的'折射与反光，以及林荫小道投射而下的斑驳的光束，分析光色现象与变化然后利用绘画技法使作品呈现出一种不同于严谨古典油画的迷人韵味，印象派更加崇尚科学，把科学中的光与色的研究成果在美术创作中加以利用。

我们知道，在水粉静物写生中，光源与静物作为光色现象的客体，我们作为审美的主体，要主观判断光线的方向、冷暖及强弱。在水粉静物写生中，冷暖变化其实也算是一种客观因素，与主体人的视觉生理及心理反映相关。在不同的光线环境下，静物的色彩在特定的环境中会发生显著变化。我们的静物写生基本以室内静物写生为主，我们也都清楚色彩冷暖对比的重要性，假如光源色偏暖的光线照射在静物白色瓷瓶上，受光照射的白色瓷瓶亮部会产生暖的色彩，相对于背光面会产生一种偏浅的冷色，这种存在于背光面的冷色不同于黑色，而是被其他因素影响，如较弱的光源或反光等。

我们在日常写生中，由于不可控制的自然原因，天气光线的变幻造成了我们静物写生对象的多样性、复杂性特征，在阴天或者一些冷光源的照射下，部分静物亮部就非常明显地呈现冷色调，而暗部则呈现暖色调。这类例子多不胜数，从而我们也在静物写生中获得了一些实践经验，静物受光部暖，暗部就冷，静物的受光部冷，暗部就暖，冷暖对比总是保持着一种平衡的状态，或者说静物本身的受光部与背光部分总是存在矛盾与协调，这也是我们进行静物写生的乐趣所在。这种光色现象所引起的我们对于冷暖变化的感知是一种客观存在，在水粉静物的写生实践中与实践者视觉生理及心理密切相关。理解并掌握不同光线照射下静物色彩冷暖变化的规律，是我们认识静物在不同环境中的色彩变化并进行水粉静物写生的基本依据，也是我们进行静物写生时的基本理论指导，是进行水粉静物写生时保持画面和谐与统一的基本要素。

在日常水粉静物的写生中，大多是在室内进行，室内光照基本上是漫反射，在柔光和漫射光下，比如阴天的光线下，静物没有分明的亮部和暗部、明暗交界线和较重的轮廓清晰的静物投影，静物所有朝向上部光源的部分都会亮一些，因其接受了更多的漫射光，这些漫射光大多来自天空。这种漫反射形成的相对稳定的光照便于对静物色彩进行全面细致地研究，而在户外阳光的直接照射下，光线变化快，对静物色彩的影响比较显著，同一静物在不同的时间段光线的照射下，会有不同的色彩变化，这种变化是由光线的不同所引发，理解这种因光线的变化而变化的色彩关系，才能区别地画出不同时间环境气氛中的景物。法国印象派画家克劳德·莫奈(1840-1926)以“干草垛”为表现内容，在同一位置上，面对同一物象，在不同时间、不同的光线下，所作的多幅画作，体现了画家对光线变化、对物象色彩影响的深入探索和追求。光线除了对静物色彩的冷暖具有很大影响以外，也对了解静物本身的固有色与环境色有较大的影响。所谓静物的固有色，我们之前说过，只是一个笼统的概称，而并不是特定的颜色，由于静物所处的环境与光线变化，或者说一切物体都处于运动之中的观点，静物本身并不存在固定不变的颜色，静物总是受到光线、周围环境和自身材质成分的影响，通过吸收、反射等作用于我们的视觉。在色环中，相对于红黄蓝色三原色来说，红黄蓝并不是指定出三种颜色，而是对于各种偏向色的总称，也可以说，色相相同为蓝色的几种颜色，他们实际的色的明度、纯度是不一定相同的。这种区别就是静物各自的固有色，而被我们笼统地称之为“蓝色”不过是概称罢了。

在水粉静物写生中，静物上的光色现象不是单独存在的，一切静物的颜色都会受到周围环境的影响。例如，环境色就是光线作用在静物表面上而反射的混合色彩，环境色的变化与光线的照射和周围环境固有色有很大的联系。由于静物受光面主要是较强光线直接作用下而产生的色彩，所以环境色相对静物的受光面影响较少，相对来说，环境色主要影响的是静物的暗部，由于静物材质的不同，在静物作品中质感的表现上，我们通常会发现不同材质静物对于光线或者说环境色的吸收与反射各不相同，有些材质对于光线非常敏感，有些材质对于环境色却不敏感，并且由于静物自身的形状或轮廓，在对光线的吸收与反光上也有很多的变化。以单色水粉静物写生来说，我们用单色画法把静物的明暗关系区分为亮部(高光)、灰部、明暗交界、反光、投影五大部分，这五部分每个部分都与光线有着内在而复杂的联系。相对于静物复杂的暗面色彩来说，我们表现作品时更容易抓住静物亮面简洁明亮的色彩，因为亮部主要就是光源色和固有色，在表现静物的灰部时，只不过使调色板上亮部的颜色降低明度和纯度，偶尔添上环境色罢了，明暗交界的表现与静物本身的补色有密切关系，反光是表现静物自身的一个重要因素，主要是环境色的表现，而静物投影不同于黑色，只能酌情用色了。再有，由于人眼的特殊生理构造，在静物写生的观察中有时是有欺骗性的，这些从人眼视觉适应与残留方面都可以解释，我们在色彩写生中注重把握视觉第一印象的重要性，作为美术创作的主体往往习惯把第一印象迅速的记录或表达出来，因为，第一印象是创作者最直接明了的表达，而随之而后的光线与色彩会因创作者或观者眼睛的视觉适应而变得不再鲜明，可见，光线与视觉适应之间也存在某些联系。视觉残像就是我们日常说的补色现象，更能说明眼睛的特殊之处。

在我们作画的观察过程中，作为客体对象的静物都是特定的形状和颜色，且有逐渐变化的趋势，如果静物的色彩明度、纯度没有特别之高，那么被描绘静物都可以使用色彩表现出来，当然，光线对我们作画有很大的影响，但我们在作画过程中不仅要考虑现实光线，更需要对现实光线进行过滤，排除杂乱的光线影响，从而让画面达到和谐统一。还有，静物表面轮廓线内的凸起或凹陷，大多数情况下都是通过光线照射的强度或量的变化清楚地展现在我们眼前，我们也可以通过一个简单的实验说明光线对形体的影响，假如白天我们看一面平整的白墙，它很平、很光滑，同样的墙在夜晚灯光的照射下，就会显现出凹凸不平的痕迹，可见，光线对于形体有着一定的影响。同时，在水粉静物写生过程中，物体阴影对展现全部色彩来说是必需的，因为每种色彩都是光线在数量或能量上减少的表现，在光线的观察与捕捉中，每种光线相对于比它暗的光线而言就是光，相对于比它亮的光线而言就是阴影; 而每种颜色相对于比较浅的颜色而言就是阴影部分，而相对于比较深的颜色而言就是明亮部分。通过对光线对水粉静物写生影响的了解，我们才能更进一步清楚了解水粉静物写生中的侧重之处，做到知己知彼，百战不殆。

人类对光本性的认识 物理小论文 要求有正文和参考文献 1000-1500字~~

关于光的本性问题很早就引起了人们的关注。
微粒说
1638年，法国数学家皮埃尔·伽森荻（Pierre Gassendi）提出物体是由大量坚硬粒子组成的。并在1660年出版的他所著的书中涉及到了他对于光的观点，也认为光也是由大量坚硬粒子组成的。
牛顿随后对于伽森荻的这种观点进行研究，他根据光的直线传播规律、光的偏振现象，最终于1675年提出假设，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀媒质中以一定的速度传播。
微粒说很容易解释光的直进性和反射现象，因为粒子与光滑平面发生碰撞的反射定律与光的反射定律相同。然而微粒说在解释一束光射到两种介质分界面处会同时反射和折射，以及几束光交叉相遇后彼此毫不妨碍的继续向前传播等现象时，却发生了很大困难。
波动说
罗伯特·胡克在1685年发表的《显微术》一书中，认为光是一种振动，发光体的每一振动在介质中向各个方向传播。胡克初步建立了波面和波线的概念，并把波面的思想用于对光的折射和薄膜颜色的研究。
惠更斯（Christian Huygens）著《论光》更明确地提出了光是一种波动的主张，他认为光是一种介质的运动，该运动从介质的一部分以有限速度依次地向其他部分传播，他把光的传播方式与声音在空气中的传播作比较。
波动说很容易能够解释微粒说不能解释的两个问题。水波可以同时发生反射和折射，并且水波的反射和折射规律和光完全相同。湖面上的激烈水波能够自由的互相穿过，通过一个窗口能够同时听到窗外几个人讲话的声音，这些都是人们熟知的波的现象。然而，早期的波动说缺乏定量的数学严密性，也缺乏对波动特性的足够说明，仍然摆脱不了几何光学的观念。同时，惠更斯所提出的波动说是把光比作像“水波”一样的机械波，即机械波的传播需要依靠介质，而光却能在真空中（即无介质）传播。
牛顿并不是在根本上否认光的波动性，事实上正是牛顿首先提出了光在本质上是一种周期过程的观点，他还多次提到光可能是一种振动并与声波作对比。然而从他的著作《光学》的其他部分来看，他还是倾向于光的微粒说。突出的例子是从光的微粒说出发，根据机械粒子遵守的力学规律来解释光的反射定律和折射定律，并得出了光密介质中的光速要大于光疏介质中的光速这一与事实不符的结论。

英国物理学家托马斯·杨（1773年 – 1829年）用干涉实验证明了光的波动性
由于牛顿在学术界有很高的声望，致使微粒说在其后的100多年里一直占着主导地位，而波动说却发展得很慢。同时，如果要证明光具有波动性，必须设法显示出光具有干涉现象，而干涉现象的产生必须得到两列相干光，然而要得到两列相干光在当时是很困难的。直到1801年英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young）终于用干涉实验证明了光的波动性。
详见杨氏双缝干涉实验
电磁说
到19世纪中期，光的波动性已经得到公认，然而当时人们只了解在介质中传播的机械波，认为光波也是一种机械波。而任何机械波的传播都依靠介质，光却能在真空中传播。从太阳和其他恒星所发出的光，是通过什么介质传播过来的呢？
为了说明光传播的这个问题，人们便假设在宇宙空间中到处充满着一种特殊的物质，这种物质被称作以太，光便是通过“以太”来进行传播。为了解释光波的各种性质，对于“以太”这个概念又进一步提出了种种假设。譬如，“以太”的密度极小，却具有较大的弹性等。由于对“以太”性质种种假设间存在明显的矛盾，人们很难相信存在这种物质。而为证明“以太”存在的各种实验也都以失败而告终。
1846年，法拉第发现在磁场的作用下，偏振光的振动面会发生改变。这一重要的发现，表明光和电磁现象间存在着某种联系，同时将人们的目光转移到了电磁现象来考虑。
19世纪60年代，麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波的存在。同时指出电磁波是一种横波，电磁波的传播速度等于光速。麦克斯韦通过电磁波与光波的相似性质，提出假设，认为光波是一种电磁波。
20多年后，赫兹用实验证实了电磁波的存在，测得电磁波的传播速度的确与光速相同，同时电磁波也能够产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象，从实验中证明了光是一种电磁波。
光子说
光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。但是，还是在赫兹用实验证实光的电磁说的时候，就已经发现了光电效应这一现象，而这一发现也使光的电磁说遇到了无法克服的困难。1905年爱因斯坦提出光量子论，运用光子的概念解释了光电效应。