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赵凯华勤奋写作,善于将多年积淀的教学经验、讲授心得、科研感受和前沿知识凝集在教材中,因此所著的教材多次获得国家优秀教材奖。1987年,他与陈熙谋合编的《电磁学》和与钟锡华合编的《光学》同获国家级优秀教材一等奖。1995年《定性与半定量物理学》获国家教委优秀教材一等奖。
1997年以《新概念力学》为主要内容的教学改革项目获国家级优秀教学成果一等奖。专家们在成果鉴定中明确指出“本项目是在赵凯华教授主持下,以培养适应21世纪需要的人才为目的,确立物理教学以培养学生科学素质为核心的教学思想,对大学基础物理改革进行了长期的探索和实践,取得了重要突破,产生了积极的广泛影响,为中国的大学基础物理课程体系与教学内容改革起了带头和推动作用。”
20世纪80年代是从“文化大革命”劫难中复苏的年代,赵凯华继虞福春之后担任了北京大学物理系主任,在领导北京大学物理系科研工作的开展、教学秩序的恢复与重建、师资队伍的整顿与晋升,留学生的派出等方面做了大量工作。他在担任系主任工作期间十分关心课程体系的改革。例如,他以系主任的眼光看到了物理系化学课程中止的严重后果,邀请了北京大学化学系周公度教授设计、开设了适合物理系的“物质与结构”课程,经过几年的教学实践编写成《物质与结构》教材(高等教育出版社)。最终国家教委下发文件规定《物质与结构》为物理系的必选课程,推进了外系为物理系开设的课程的改革。同时,他还积极支持为非物理类系开设的课程教材的改革。
自20世纪60年代以来,他积极参与中国物理学会的许多重大活动,主编了多种物理教学期刊,60年代担任《物理通报》副主编,70年代担任《物理》杂志副主编,80年代初创建《大学物理》,并长期担任主编,90年代主编《科学家谈物理》丛书(湖南教育出版社)。他是全国自然科学名词委员会委员,1985 年建立的物理学名词审定委员会主任,主持制定了新版《物理学名词》(1991年和1996年公布),主编了《英汉物理学词汇》(北京大学出版社2002)。赵凯华继老一辈物理学家王竹溪等之后,对中国在新时期的物理学名词术语的规范化、信息化作出了重要的贡献。
为什么小孔成像实验不会产生泊松亮斑?
答:
泊松亮斑的原理是光的衍射。使用单色波(比如激光)照射一个尺度比较小的圆屏或者圆球,可以在圆球后方适当距离处在圆球阴影的中心观察到一个亮斑,这就是泊松亮斑。观察到泊松亮斑的最佳圆球尺寸应该与单色光波长相当(可见光约500纳米左右);实验上,圆球直径在一到两个毫米时,仍能观察到肉眼可见的泊松亮斑[1]。具体计算可用半波带法或矢量图解法[2]进行计算。
小孔成像利用的是光的直线传播。物体表面反射的光通过小孔投到屏上,物体不同位置上的光投到屏上的不同位置,形成倒像。如果光孔过大,物体反射光就会发散到屏上形成一个圆斑,导致像的模糊。
然而,如果小孔过小,则衍射效应不能忽略(对就是泊松亮斑的衍射,只不过这里是圆孔衍射),同样导致光的发散和像的模糊。同时考虑这两个效应,一般认为小孔直径d与反射光波长λ、针孔到屏的距离L的最佳关系为 λ ,C为比例系数,不同模型的取值在1.4到2之间[3]。
总而言之,泊松亮斑和小孔成像的主要原理不同,泊松亮斑是圆屏衍射;而小孔成像是光在小孔的限制下直线传播,同时有一定的圆孔衍射产生的不利影响。泊松亮斑的形成条件相比小孔成像要严苛得多
参考资料:
泊松亮斑实验
钟锡华,现代光学基础,北京大学出版社,2003
针孔相机与昆虫复眼
by 藏痴
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