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全息术自从激光器发明以来,已经得到广泛的应用,其中的一个重要分支,是用于颗粒的观测与分析, 1963年Thompson研究了空气中雾滴的Fraunhofer衍射与背景相干光形成的全息图;1964年制出了第一套激光雾滴分析设备,拍摄与分析了空气中雾滴的粒径分布。由于这种方法能够真实地拍摄雾滴的形成过程,并且不破坏测量的环境,所以要比其它方法可靠,自那时以来已用于原子核物理的云雾室研究、超微粒子的检测、冰的结晶过程以及其他许多有关颗粒分析方面的研究。
这种颗粒观测分析方法,大都是用同轴型Fraunhofer全息术(或称同轴型远场全息术)。由于同轴型全息术对光源的相干性要求低、光路简单、不要求高分辨率的感光片,因而被广泛采用。1969年,Knox曾用于对海洋中浮游生物的研究;1973年,Scripps海洋研究所将Knox的工作用于对海上浮游生物的现场观察,取得了在自然环境下一些浮游生物真实情况的资料。用全息术来研究粒径分布、运动状态以及密度等,正在成为全息学应用的一个分支而迅速发展着。
从原理上讲,全息术能够把颗粒运动的现场状况不受干扰地记录下来,然后方便地、立体地予以再现。这好象是把颗粒运动的真实情形"冻结"起来,然后搬进实验室,让研究人员的眼睛与仪器来观察。由于全息干涉术的发展,被"冻结"的不只是运动着的颗粒的一瞬间的情形,而可以是一段时间内的平均值或两个瞬间的干涉图。所以,颗粒运动状态的本身也被完整地记录下来,使得在一张全息图上能取得颗粒密度、粒径分布、运动速度等许多重要资料。
用同轴型全息摄影的方法来研究海水中悬浮沉积物的运动,将是这方面应用的一个发展。海水中的悬浮沉积物包含有大量的泥沙、有机物颗粒等,需要对它们的含量、粒径分布、速度分布等作出描述,目前这方面的研究还是很不完善的。本文试图解决全息术用于这方面研究的可能性,并提出了初步的分析。由于泥沙是悬浮沉积物中比较大量存在的典型颗粒,所以下面的讨论,都是假定对泥沙颗粒进行的。 相似文献
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A ship deployed remote control underwater camera closed-circuit TV system was developed for observation of sea floor dynamics and processes, microgeomorphology and sediment-water profile of silt-clay sediment, water visibility, activities of benthic organisms, etc.It takes photos and video tape recordings while a TV monitor shows a picture of the scene below. The instrument was successfully deployed to take a series of video tape recordings during a field test in Jiaozhou Bay near Qingdao.The instrument consists mainly of a watertight underwater cubicle with a wedge shaped lower case and a transparent plastic window. Plunged into the bottom by its own weight, the remote controlled TV-camera takes photos through the window. The instrument penetrates the sea bed to about 100-150 mm and can take close up photos with a view area of about 1 square meter.The possibility of getting real time pictures of suspended solid matter motion in the very turbid benthic layers usually found in estuaries is discussed. 相似文献
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