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光現象資源箱 型號：QWG1208 ? 實驗清單： 光在空氣中直線傳播實驗 面鏡成像觀察實驗 ? ? ? ? 透鏡成像觀察實驗 影子觀察實驗

含電路板、散裝元器件、制作說明書等

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原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會將自身攜帶的動量傳遞給微粒，對微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場分布不均勻導致的梯度力，梯度力將微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子與粒子相互作用導致的散射。針對不同大小的粒子，大致可以分為三類： 一、微粒的尺度遠大于激光波長，可以采用幾何光學近似模型，光線在微粒經過折射反射，將動量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長相近，這種情況下可以通過電磁場麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠小于激光波長，微粒在光場中被激發為偶極子，受到偶極子與強聚焦光場的相互作用力； 相關內容： 動手調節光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調制器的光鑷系統，通過研究不同算法從而得到加載在空間光調制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學微操縱中的應用、拓展光鑷與其他學科交叉的應用前景以及對光場偏振態、相位、振幅的聯合調制等等。 應用領域： 作為非侵入型的力學操控系統，光鑷可以應用于細胞生物學、氣溶膠科學、物理化學等交叉學科的基礎研究，包括細胞微環境的改變、形變拉伸、微粒力學參數的測量等等。將全息光鑷與圖像識別結合，可以做到自動捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學顯微鏡相結合，可以量化細胞、分子的動力學特性，在細胞生物學中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經過擴束后，直徑與空間光調制器有效區域的短邊直徑相等，擴束后的激光依次通過線偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉線偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調制器的入射角控制在在 5°以內。 經過空間光調制器反射的光經過由兩個傅里葉透鏡組成的縮束系統，該系統能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對于外圍光強較弱的高斯光束，利用此縮束系統將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經過縮束系統的激光經過 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進入顯微物鏡，同時讓照明光源透過，從而使 CMOS 相機采集到樣品像。空間光調制器位于第一個傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經過顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現期望的光場分布。   特點： 此方案采用的開普勒式縮束系統透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調制器上疊加閃耀光柵后，后續光學元件按照一級像排列，從而移去零級光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實時調整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調制器可供多種語言調用（labview、C、Python 等）；可編程實現不同數目、不同排列的光阱陣列；   配置標準：   序號 配置 規格 序號 配置 規格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長470nm 功率760mw 3 CMOS相機 1280*1024 60FPS 6 相機筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

硅溶膠是一種由納米級的二氧化硅（SiO2?）顆粒均勻分散在水或有機溶劑中形成的膠體溶液。 硅溶膠因其獨特的性能，在多個領域有著廣泛的應用： 耐火材料：硅溶膠具有強大的粘結力和耐高溫特性（可達1500°C至1600°C），是制作耐火材料的理想選擇。它可以用作硅酸鹽耐火纖維、耐火保溫磚和耐酸堿水泥的粘結劑。 涂料工業：在涂料中添加硅溶膠，可以增強涂料的牢固性、抗污性、防塵性、耐老化和防火性能。硅溶膠涂料適用于內外墻、防火涂料以及鋼鐵工業中的絕緣填充涂料。 薄殼精密鑄造：硅溶膠在薄殼精密鑄造中作為造型材料，能夠顯著提高殼型的強度和鑄造光潔度，改善操作條件并降低成本。 催化劑制造：硅溶膠具有較高的比表面積和優良的吸附性能，適合用作石油化工催化劑的載體。 造紙工業：硅溶膠可用作玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑和水泥袋防滑劑。 紡織工業：硅溶膠可以用作上漿劑，與油劑并用處理羊毛、兔毛等纖維，提高可紡性，減少斷頭，防止飛花。 其他應用：硅溶膠還用于電子工業中的化學機械拋光技術、彩色顯像管制造中的分散劑和粘結劑、矽鋼片處理、地板蠟抗滑劑等領域。此外，硅溶膠還具有良好的吸附性能，可用作米酒、醬油、果汁等的澄清劑。 性能優勢 高分散性和穩定性：硅溶膠中的二氧化硅顆粒非常小，具有良好的分散性和穩定性，不易聚沉。 優良的粘結性：硅溶膠能夠牢固地附著在固體表面，形成堅固的膜層，無需額外固化劑。 耐高溫性：硅溶膠具有很高的耐高溫性能，適合在高溫環境下使用。 環保性：硅溶膠無毒、無味、無污染，符合現代工業對環保材料的要求。

2020年2月15日，同濟大學牽頭建設的上海自主智能無人系統科學中心新冠肺炎疫情防控科研攻關團隊研發的第一套疫情防控智能識別系統（Tongji NCP-AIS），在同濟大學四平路校區大門口開始試運行，可快速識別人流中個體感染者的風險。 科研團隊利用人工智能、大數據、人臉識別、溫度識別、動作識別等技術，可實現人臉識別、心率監測、呼吸監檢測、門禁聯動、門禁數據智能更新、咳嗽檢測和語音播報，讓人工智能技術在疫情防控期間發揮更大的作用，減輕學校相關管理人員的工作，實現疫情期間高效的校園安全管理。系統針對大規模人群，可以自動發現體溫不正常個體，實現拍照和跟蹤，以及提醒功能。

上海交通大學電子信息與電氣工程學院俞凱教授聯合蘇州思必馳信息科技有限公司開發了“疫情防控機器人”。依托語音識別、合成、理解和對話管理等人工智能（AI）技術，結合新研發的疫情排查對話邏輯和話術，機器人根據設定向社區居民主動宣教疫情防控知識，遇不適居民還會提醒就醫。 2020年1月27日起，“疫情防控機器人”供社區和有關部門免費使用，已為江蘇、山東、重慶、湖北、北京、浙江、四川、湖南、上海等多地提供服務，對話機器人自動接通10余萬戶，訪問結果直接生成數據報表供社區。

陳樂堯和黃麓升兩位老師與湖南萌境智能三維技術有限公司聯合開發的是一款3D打印設備，該產品已進入可靠性實驗階段，取得了階段性的成果。有望在今年推向市場，實現首臺套銷售。 該產品是在兩位老師的通力合作下，通過自主設計機械電氣等結構，自主開發控制程序，經過近三年的刻苦攻關完成的。3D打印技術是一個新興高科技產業，市場正在快速成長，方興未艾。針對公司本身的產業布局，我們較早地聯合湖南萌境智能開展了3D打印設備的研發，也期待這個產品成為萌境智能未來的盈利產品。在目前抗疫的關鍵時刻，陳樂堯老師還指導公司設計了多款疫情防控急需產品，并利用SLS技術快速打印出來。這些產品可以解決醫護人員口罩佩戴時間久了之后勒耳朵的問題。同時，雙方還在積極合作研究新型的護目鏡產品。