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光學(xué)原理范文第1篇

一、引言

80年代中期，美國(guó)MIT林肯實(shí)驗(yàn)室的威爾得坎普率先提出了“二元光學(xué)”的概念，二元光學(xué)有別于傳統(tǒng)光學(xué)元件制造方法，基于衍射光學(xué)的原理，元件表面采用浮雕結(jié)構(gòu)，制造上可以采用現(xiàn)有集成電路生產(chǎn)方法，由于采用二元掩模故稱(chēng)為二元光學(xué)。關(guān)于二元光學(xué)的準(zhǔn)確定義，至今還沒(méi)有統(tǒng)一的看法，但目前的共識(shí)是二元光學(xué)基于光波衍射理論，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、并采用超大規(guī)模集成電路制造工藝在元件表面蝕刻產(chǎn)生不同臺(tái)階深度的浮雕結(jié)構(gòu)，形成具有極高衍射效率的衍射光學(xué)元件，是光學(xué)與微電子學(xué)相互滲透交叉的前沿學(xué)科。它的出現(xiàn)將給傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)和加工工藝帶來(lái)新的革命。

二、二元光學(xué)元件設(shè)計(jì)理論

二元光學(xué)元件的設(shè)計(jì)類(lèi)似于傳統(tǒng)的光學(xué)元件的設(shè)計(jì)方法，已知入射光的光場(chǎng)分布，以及所要達(dá)到的輸出平面的光場(chǎng)分布，如何計(jì)算中間光學(xué)元件的參數(shù)，使得入射光經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后光場(chǎng)分布符合設(shè)計(jì)要求。但是它們之間不同之處在于傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件采用的是光線追擊以及傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)方法，而二元光學(xué)采用的是衍射理論及傅立葉光學(xué)的分析方法。但是在設(shè)計(jì)方法上仍有其共同點(diǎn)：如修正算法、模擬退火法、二元搜索法等也同樣適合于二元光學(xué)元件的設(shè)計(jì)。由于在許多情況下，二元光學(xué)元件的特征尺寸在波長(zhǎng)量級(jí)或亞波長(zhǎng)量級(jí)，故標(biāo)量衍射理論已不在適用，因此必須發(fā)展描述光偏振特性和不同偏振光之間相互作用的矢量衍射理論。

三、二元光學(xué)元件制作工藝

二元光學(xué)元件的制作最初利用早期大規(guī)模集成電路的微電子加工技術(shù)，但二元光學(xué)元件是一種表面三維浮雕結(jié)構(gòu)，需要同時(shí)控制平面圖形的精細(xì)尺寸和縱向深度因此與微電子加工技術(shù)相比，二元光學(xué)元件的制作難度更大，通常的制作過(guò)程如下：

首先按實(shí)際要求（包括波長(zhǎng)范圍、孔徑、焦距、分辨率等），通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)確定器件表面的相位分布，然后按照相位的表面臺(tái)階數(shù)，通過(guò)半導(dǎo)體集成電路制版等方法研制多個(gè)振幅型掩膜，將掩膜覆蓋在涂有感光層材料的基片上，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的電子束、離子束或激光蝕刻機(jī)，在片基上產(chǎn)生符合要求的表面臺(tái)階起伏，將所有掩膜曝光一遍，每次曝光位置都要嚴(yán)格地定位與對(duì)準(zhǔn)，最終方可產(chǎn)生符合要求的具有L個(gè)相位臺(tái)階的二元光學(xué)元件。一般來(lái)說(shuō)，用上述方法產(chǎn)生二元光學(xué)元件母版，通過(guò)母版復(fù)制，可進(jìn)行批量生產(chǎn)。

以二次量化產(chǎn)生四位相臺(tái)階的二元光柵為例具體介紹工藝：首先用電子束或其它方法制成兩塊模版，然后在基片上蒸鍍抗蝕物質(zhì)，涂感光材料（鋁），將第一塊掩膜版（線對(duì)較?。└采w在感光材料光刻一次，用氰化鉀腐蝕感光物質(zhì)未遮蓋的鋁后清洗感光材料，再將基片置于高分子蝕刻機(jī)上對(duì)已光刻部分進(jìn)行蝕刻，蝕刻深度由計(jì)算機(jī)控制，同樣方法進(jìn)行第二次蝕刻，最后得到二次量化四位表面臺(tái)階光柵。

四、二元光學(xué)元件的具體應(yīng)用

二元光學(xué)的出現(xiàn)，拓寬了普通光學(xué)應(yīng)用范圍。原則上利用二元光學(xué)元件可以實(shí)現(xiàn)所有能夠想得到的光學(xué)系統(tǒng)和組件。先決條件是具備先進(jìn)的微結(jié)構(gòu)制作工藝和方法。目前二元光學(xué)元件主要有以下幾種具體應(yīng)用：

（一）圖形識(shí)別和圖像處理

利用二元光學(xué)元件制成新的圖像識(shí)別系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)物體形狀和各個(gè)細(xì)節(jié)的靈敏度提高，而對(duì)其尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)位置的靈敏度降低。二元光學(xué)可以制成細(xì)如發(fā)絲的微透鏡陣列，能夠方便的與其它光學(xué)元件集成，是新一代圖像處理系統(tǒng)中十分有效，且密集的部件。利用這種系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別和圖像處理，利用這些微透鏡陣列可使入射光聚焦于微小的光電探測(cè)器上，而通常光電探測(cè)器又與自己的圖像處理器相耦合，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。

（二）用于生物視覺(jué)模擬系統(tǒng)

目前視覺(jué)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)評(píng)價(jià)系統(tǒng)以探測(cè)器為基礎(chǔ)，可以產(chǎn)生類(lèi)似于照相機(jī)的圖像，從這些圖像中經(jīng)過(guò)大量計(jì)算，獲得諸如角度、表面等特征，最后再以繪圖說(shuō)明物體。使用微型二元光學(xué)透鏡，不僅縮小占位空間，而且可把數(shù)據(jù)加工用處理器直接制作到每個(gè)探測(cè)器單元上，制成有效的仿生視覺(jué)系統(tǒng)，代替目前所用人工模擬試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，還可制成適應(yīng)亮度變化的、識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體的、自動(dòng)測(cè)出物體變化位置的圖像傳感器。

（三）二元光學(xué)元件

可廣泛用于各種成像系統(tǒng)如制成高分辨率的平方米尺寸的三維平面像屏，用作小型折疊式照相機(jī)的廣角鏡頭，CD游戲機(jī)和電視機(jī)光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)通信技術(shù)上的乘法器；圖像電話的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。

光學(xué)原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)； 葡萄糖濃度； 調(diào)制頻率； 光聲光譜法

中圖分類(lèi)號(hào)： O 657文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.001

引言

糖尿病（diabetes mellitus）是由于體內(nèi)胰島素缺乏引起的代謝紊亂性疾病或內(nèi)分泌疾病，病癥最初為體內(nèi)血糖失控，血糖濃度的異常導(dǎo)致體內(nèi)代謝紊亂，引起糖尿病酮癥、心腦血管病、腎病、眼病等并發(fā)癥[1]，以高血糖為主要特征，是一種世界范圍內(nèi)的流行疾病。隨著生活水平的提高，糖尿病的發(fā)病率日益上升。據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代全球糖尿病患者約為1 億人，然而到2007年，該數(shù)字已經(jīng)迅速增長(zhǎng)到2.46億人，預(yù)計(jì)到2025年，全球?qū)⒂?.8億人受到糖尿病的困擾。目前，中國(guó)已成為僅次于印度的糖尿病第二大國(guó)[2]。

光學(xué)原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：面形檢測(cè)； 圖像預(yù)處理； 區(qū)域立體匹配； 面形實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN 247 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.05.005

Abstract：The projection method， that is a method of 3D surface profile detection based on the combination of linear structured light scanning measurement and stereoscopic vision measurement， can detect the surface profile of optical component online quickly and accurately. In this paper，an image processing algorithm is presented including preprocessing， areabased stereo matching， curve fitting and surface characterization testing， to recover the surface profile model of optical component. The results of the experiments show that this method can reconstruct the threedimensional exterior characteristics of the optical component truly and accurately. Therefore， the research is feasible and has research value.

Keywords： surface characterization inspection； image preprocessing； areabased stereo matching； surface characterization experiment

引 言

在光學(xué)儀器制造領(lǐng)域中，準(zhǔn)確地檢測(cè)和評(píng)定光學(xué)元件面形對(duì)提高光學(xué)元件加工表面的質(zhì)量，研究光學(xué)元件表面的幾何特性，探究光學(xué)元件的使用性能等都有著至關(guān)重要的意義。依據(jù)透鏡面形檢測(cè)理論，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并利用MATLAB和VC++軟件進(jìn)行重建模擬。

1 測(cè)量原理

本文采用基于投影的檢測(cè)方法[14]，原理如圖1所示，線結(jié)構(gòu)光垂直入射被測(cè)光學(xué)元件表面形成全反射，立體視覺(jué)系統(tǒng)采集多組線結(jié)構(gòu)光全反射圖片，通過(guò)MATLAB及VC++軟件對(duì)原始圖片進(jìn)行圖像處理，進(jìn)而重建光學(xué)元件的三維面形，算法流程如圖2所示。

2 圖像預(yù)處理

由于受到外界環(huán)境，人為因素的多種干擾和限制，實(shí)驗(yàn)采集到的原始圖片并不能直接應(yīng)用，需要進(jìn)行圖像濾波和直方圖均衡化處理，目的是為了去除噪聲影響和平衡圖像對(duì)的亮度差異。濾波后的圖像對(duì)如圖3所示，直方圖均衡化的圖像對(duì)如圖4所示。

3 基于區(qū)域的立體匹配分析

3.1 匹配原理

本文采用區(qū)域立體匹配[57]，原理如圖5所示。假設(shè)一個(gè)像素點(diǎn)的鄰域像素點(diǎn)和該點(diǎn)具有相同的視差，在基準(zhǔn)圖左圖上選擇一點(diǎn)P（x，y）作為待匹配點(diǎn)，以該點(diǎn)的像素坐標(biāo)作為中心點(diǎn)，選擇尺寸大小為W×W匹配窗口，此時(shí)在右圖中以d為搜索范圍計(jì)算同一極線上P（x，y）與P′（x+i，y）（i=1，2，…，d）的相似度，P′（x+i，y）（i=1，2，…，d）中的每個(gè)點(diǎn)跟P（x，y）一樣都要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)大小為W×W的像素鄰域，計(jì)算左右兩幅圖像中窗口包含的灰度值之間的相似性差異，用相關(guān)函數(shù)來(lái)表示，當(dāng)兩幅圖像的一致性度量達(dá)到最大值，就認(rèn)為與點(diǎn)P（x，y）匹配成功，匹配過(guò)程如圖6所示。

實(shí)驗(yàn)選取9×9的匹配窗口，采用TSUKUBA提供的立體圖像對(duì)來(lái)分析這三種不同算子得到視差圖的差異。如圖7（a）、（b）所示為原始圖像對(duì)，輸出的理想視差圖如圖7（c）所示，不同算子得到的視差圖如圖7（d）、（e）、（f）所示。將不同算子得到的視差圖與理想視差圖進(jìn)行比較可知，SAD算子得到的視差圖精確度略高于SSD算子和NCC算子，且該算子匹配速度較快，故本文實(shí)驗(yàn)選用SAD算子進(jìn)行立體匹配實(shí)驗(yàn)。

3.3 匹配窗口分析

較為常用的區(qū)域立體匹配窗口有5×5、7×7、9×9、11×11。匹配窗口越小得到的視差圖細(xì)節(jié)輪廓越清晰，但同時(shí)產(chǎn)生的雜點(diǎn)較多，在視覺(jué)上有破碎感；匹配窗口越大得到的視差圖整體平滑性較好，但細(xì)節(jié)輪廓較模糊。

實(shí)驗(yàn)選取SAD算子，仍然采用TSUKUBA提供的立體圖像對(duì)來(lái)分析不同匹配窗口得到視差圖的差異，如圖8（a）、（b）、（c）、（d）所示。

由圖8可知，匹配窗口越大，獲得視差圖的細(xì)節(jié)和邊緣越模糊，但同時(shí)虛假匹配點(diǎn)產(chǎn)生的越少，圖像也越平滑。因此，實(shí)驗(yàn)選用9×9的匹配窗口。

3.4 透鏡區(qū)域立體匹配實(shí)驗(yàn)

本文采用的是平行雙目視覺(jué)系統(tǒng)，所以基于區(qū)域的立體匹配過(guò)程只需在左右兩幅圖的同一水平位置上去尋找相應(yīng)的匹配點(diǎn)即可。匹配過(guò)程選用SAD算子和9×9匹配窗口進(jìn)行，圖9為經(jīng)過(guò)圖像處理的視差圖。

4 曲線擬合

用單一像素提取視差圖中圓環(huán)的坐標(biāo)點(diǎn)，通過(guò)最小二乘法對(duì)這些坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行圓擬合獲得圓心坐標(biāo)以及圓半徑，擬合結(jié)果如圖10所示。為了方便進(jìn)行三角剖分，還需要將圖10中的擬合圖進(jìn)行疊加，疊加結(jié)果如圖11所示。

5 光學(xué)元件面形實(shí)驗(yàn)

5.1 光學(xué)元件三維模型重建實(shí)驗(yàn)

在曲線擬合過(guò)程中，已用單一像素提取了視差圖中圓環(huán)和曲線的多個(gè)二維平面坐標(biāo)點(diǎn)，為了真實(shí)還原透鏡面形，還需進(jìn)行三維空間坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算，由于本文搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是平行放置的雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)，故采用平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)的三維空間點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法[8]來(lái)進(jìn)行二維平面坐標(biāo)點(diǎn)到三維空間坐標(biāo)點(diǎn)的轉(zhuǎn)化。

將得到的三維空間離散坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行Delaunay 標(biāo)準(zhǔn)的BowyerWatson三角剖分算法[910]來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡的三維面形還原，剖分過(guò)程如圖12所示，并在VC++環(huán)境中使用OpenGL庫(kù)，繪出了三維立體透鏡模型圖像如圖13所示。如圖14給出了在MATLAB環(huán)境中還原出來(lái)的透鏡表面的微觀情況。

5.2 Taylor Hobson輪廓儀實(shí)驗(yàn)

Taylor Hobso輪廓儀是通過(guò)儀器的觸針在被測(cè)物表面滑移來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的，可以直接按某種評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)或描繪出表面輪廓曲線的形狀，通過(guò)Taylor Hobso輪廓儀檢測(cè)該透鏡，其一維面形圖如圖15所示，透鏡輪廓圖如圖16所示。

5.3 ZYGO干涉儀實(shí)驗(yàn)

ZYGO干涉儀是目前非接觸式檢測(cè)光學(xué)元件面形較為成熟的實(shí)驗(yàn)儀器，能夠還原被測(cè)光學(xué)元件的一維及三維面形圖，可計(jì)算出光學(xué)元件表面最大波峰值與最小波谷值之差的PV值和均方根誤差（RMS）值，其強(qiáng)度圖如圖17所示，一維面形圖如圖18所示，三維面形圖如圖19所示。

5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論

投影法實(shí)驗(yàn)對(duì)口徑14 mm，曲率半徑13 mm的球面鏡進(jìn)行的檢測(cè)，通過(guò)VC++環(huán)境進(jìn)行三角剖分，得到了透鏡面形的立體三維圖形，同時(shí)利用MATLAB軟件還原出透鏡表面的微觀情況，并計(jì)算出評(píng)價(jià)透鏡表面面形的重要參數(shù)――PV值和RMS值。

Taylor Hobso輪廓儀和ZYGO干涉儀檢測(cè)光學(xué)元件面形的技術(shù)在現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)已經(jīng)比較成熟，所以將投影法的檢測(cè)結(jié)果與這兩種檢測(cè)儀的檢測(cè)結(jié)果比較即可驗(yàn)證該檢測(cè)方法的可行性。如表1所示可知，投影法與Taylor Hobso輪廓儀、ZYGO干

涉儀的檢測(cè)結(jié)果中，PV值及RMS值之差約為0.01 μm，對(duì)于一個(gè)口徑較小的透鏡來(lái)說(shuō)，這樣的結(jié)果是較為理想的，其結(jié)果與Taylor Hobso輪廓儀、ZYGO干涉儀的檢測(cè)結(jié)果精度較為接近，這樣就驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)光投影法檢測(cè)光學(xué)元件的方法是可以滿足通常的檢測(cè)要求，具有一定的可行性。

6 結(jié) 論

本文提出的投影法光學(xué)元件面形檢測(cè)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法中對(duì)外界環(huán)境要求嚴(yán)格的諸多不足之處。實(shí)驗(yàn)顯示，該方法能夠檢測(cè)還原光學(xué)元件三維外貌特性，但后期仍需進(jìn)一步優(yōu)化圖像處理算法，提高檢測(cè)精度。

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光學(xué)原理范文第4篇

科學(xué)與倫理的沖突和較量可以說(shuō)貫穿了人類(lèi)進(jìn)步的始終，而當(dāng)生命科學(xué)的世紀(jì)實(shí)實(shí)在在地現(xiàn)身于歷史舞臺(tái)之際，生命倫理學(xué)高擎“不傷害”、“有利”、“尊重”、“公正”和“互助”等原則的大旗，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在提醒人們，對(duì)與生命有關(guān)的高科技不僅要關(guān)注“有沒(méi)有能力做”，更應(yīng)回答“該不該做”的問(wèn)題。

（一）

1999年在美國(guó)發(fā)生的轟動(dòng)一時(shí)的“杰辛格事件”――18歲的遺傳性疾病患者杰辛格因接受相關(guān)的基因治療試驗(yàn)，數(shù)日內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的免疫排斥反應(yīng)，引發(fā)多器官衰竭而死亡?，F(xiàn)在看來(lái)，正是由于該試驗(yàn)的主持者違反了醫(yī)療常規(guī)，當(dāng)患者已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)燒的異常反應(yīng)時(shí)，出于種種（包括商業(yè)方面的）目的，不僅沒(méi)有停止試驗(yàn)，反而在患者或家屬并不知情的情況下，擅自加大轉(zhuǎn)移基因的腺病毒載體顆粒劑量，最終引發(fā)了悲劇。

進(jìn)一步追根溯源，杰辛格事件實(shí)際上與1990～1991年首例和第二例人類(lèi)基因治療臨床試驗(yàn)獲得成功后，美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)基因治療方案的審批“松綁”有關(guān)。程序簡(jiǎn)化，門(mén)檻低了，有關(guān)監(jiān)督管理的神經(jīng)隨之放松，事故也就出來(lái)了。

在1992年和1994年國(guó)際上對(duì)基因治療連續(xù)松綁的情況下，我國(guó)沒(méi)有松綁。1994年8月，衛(wèi)生部藥品評(píng)審中心在京主持召開(kāi)了“人的體細(xì)胞治療和基因治療”評(píng)審及研討會(huì)。與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為，凡是進(jìn)行人體細(xì)胞基因治療的單位，均應(yīng)遵守中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部關(guān)于人的體細(xì)胞治療和基因治療臨床研究質(zhì)控要點(diǎn)的通知要求進(jìn)行質(zhì)量控制，并向衛(wèi)生部新藥評(píng)審辦公室申請(qǐng)，經(jīng)專(zhuān)家委員會(huì)審查，衛(wèi)生部批準(zhǔn)方可實(shí)施臨床試驗(yàn)或臨床驗(yàn)證。

（二）

35歲的特莉是個(gè)12歲男孩的母親。她在她60歲的父親被診斷出患有亨廷頓舞蹈病（一種遺傳性中樞神經(jīng)退行性病變）后，做了遺傳基因檢測(cè)，結(jié)果為陽(yáng)性。盡管特莉目前還沒(méi)有任何病變的癥狀，但她本人和她父親的醫(yī)療記錄卻使她無(wú)法獲得醫(yī)療保險(xiǎn)。更為糟糕的是，她那并不打算接受遺傳檢測(cè)的弟弟也沒(méi)有得到醫(yī)療保險(xiǎn)。目前，她最擔(dān)心的是自己因此可能得不到長(zhǎng)期的工作合同。

這是生命倫理學(xué)家近來(lái)常常用來(lái)給學(xué)生講課的一個(gè)典型案例，它向人們提出了一些前所未有的新問(wèn)題。如：我們能否稱(chēng)特莉?yàn)椴∪?？像特莉所攜帶的遺傳病基因是“壞基因”嗎？特莉應(yīng)不應(yīng)該讓她12歲的兒子接受遺傳檢測(cè)？如果結(jié)果為陽(yáng)性，應(yīng)不應(yīng)該告訴他？特莉和她的家人應(yīng)不應(yīng)該獲得醫(yī)療保險(xiǎn)？應(yīng)該如何對(duì)待遺傳信息？伴隨人類(lèi)基因組研究的不斷深入，這類(lèi)的問(wèn)題變得日益突出。

人類(lèi)基因組研究可以說(shuō)是人類(lèi)迄今為止最偉大的科學(xué)行為之一，圍繞這一行為的倫理學(xué)問(wèn)題也最難找尋答案。按照我國(guó)著名的生命倫理學(xué)家邱仁宗教授等最近的歸納，與人類(lèi)基因組研究有關(guān)的倫理問(wèn)題涉及多達(dá)7個(gè)方面，如“人類(lèi)基因組研究是否應(yīng)該用于‘優(yōu)生’？”、“遺傳資源的收集必須知情同意”、“保護(hù)基因隱私”、“人類(lèi)基因組研究須擔(dān)負(fù)對(duì)家庭和社區(qū)的責(zé)任，所有人類(lèi)分享和獲得基因研究的利益”、“對(duì)人類(lèi)基因組研究的商業(yè)化趨勢(shì)如何規(guī)范？”、“人類(lèi)基因是否應(yīng)該申請(qǐng)專(zhuān)利？”、“基因研究與遺傳資源保護(hù)”等等。

盡管上述7個(gè)方面的問(wèn)題中的多數(shù)尚屬懸而未決，各方意見(jiàn)相持不下，但我國(guó)目前已經(jīng)在一些問(wèn)題上表明了態(tài)度，有些還落實(shí)到相關(guān)的法律法規(guī)之中。

我國(guó)著名人類(lèi)基因組研究專(zhuān)家、中科院人類(lèi)基因組研究中心主任楊煥明教授最近表示，科學(xué)已經(jīng)證明自己是把“雙刃劍”。這把劍掌握在科學(xué)家的手中，他們應(yīng)該受到公眾的密切注意。任何科學(xué)家都不能閉上自己的眼睛說(shuō)，我的工作是制造利劍，它的刃對(duì)著你，這不關(guān)我的事。作為人類(lèi)遺傳學(xué)家，我們知道得最清楚，盡管我們期望基因及其相關(guān)技術(shù)能有益于人類(lèi)，但如果誤用或?yàn)E用，那將是最危險(xiǎn)的。

（三）

除基因研究外，干細(xì)胞研究可以算是人類(lèi)科技進(jìn)步中另一個(gè)最受矚目的領(lǐng)域，同時(shí)也是倫理學(xué)困擾最多的高新科技領(lǐng)域之一。

近年來(lái)，包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)科學(xué)家在人類(lèi)胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞等的分離和培養(yǎng)等方面的研究中取得了一系列重要突破。這些研究顯示，通過(guò)干細(xì)胞移植提供健康的新細(xì)胞，可以修復(fù)身體受損或病患的部分?？茖W(xué)家相信，干細(xì)胞研究可以對(duì)目前難以防治，嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的諸如帕金森氏病、阿爾茨海默病、糖尿病等疾病提供全新的治療手段。他們希望利用干細(xì)胞為這樣的病人培養(yǎng)出新的神經(jīng)細(xì)胞、胰腺細(xì)胞等，從根本上治愈頑疾。

然而，伴隨干細(xì)胞研究取得重要突破而來(lái)的是全球范圍內(nèi)的爭(zhēng)論。這些爭(zhēng)論的焦點(diǎn)主要集中在干細(xì)胞的來(lái)源上，因?yàn)槔硐氲母杉?xì)胞來(lái)源是人類(lèi)的胎兒組織。為采集干細(xì)胞而毀壞胚胎被認(rèn)為違反了人類(lèi)倫理道德規(guī)范。此外，人們還擔(dān)心，作為“生產(chǎn)”胚胎干細(xì)胞重要手段的克隆技術(shù)的使用，會(huì)導(dǎo)致“生殖性克隆”，也就是克隆人出現(xiàn)。

2001年1月，英國(guó)在世界上第一個(gè)將克隆研究合法化，允許科學(xué)家克隆人類(lèi)胚胎以進(jìn)行干細(xì)胞研究。為防止克隆人，英國(guó)政府規(guī)定，治療性克隆的胚胎必須在14天之后被毀掉。然而，這種為了得到胚胎干細(xì)胞而制造胚胎，然后“破壞”該胚胎的做法也引起了很大的倫理學(xué)爭(zhēng)論。反對(duì)者認(rèn)為，人類(lèi)胚胎，即使是極小的細(xì)胞團(tuán)，也是人類(lèi)的生命，是神圣的。允許科學(xué)家為了所需要的細(xì)胞而制造有生命的胚胎，“收獲”那些細(xì)胞后又毀掉或丟棄胚胎，是令人無(wú)法容忍的野蠻行徑！科學(xué)家及其支持者則認(rèn)為，這是邁向新醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵一步。解除千萬(wàn)個(gè)癌癥患者、帕金森氏病患者和需要器官移植患者的病痛，挽救他們寶貴的生命才是對(duì)人類(lèi)生命價(jià)值的最高尊重。如果出于治病救人的目的，如果當(dāng)事人同意，按照功利最大化的原則，治療性克隆及其研究在倫理學(xué)上可以得到辯護(hù)。

衛(wèi)生部醫(yī)學(xué)倫理專(zhuān)家委員會(huì)最近已經(jīng)提出《關(guān)于人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究的倫理原則和管理建議》。這個(gè)《原則和建議》提出，人類(lèi)胚胎干細(xì)胞研究必須遵循“尊重”、“知情同意”、“安全有效”和“防止商品化”等原則。如有關(guān)“知情同意”的原則說(shuō)，必須告知人工流產(chǎn)的胎兒組織或體外受精成功后剩余的胚胎的潛在捐獻(xiàn)者，配子或體細(xì)胞的潛在捐獻(xiàn)者有關(guān)干細(xì)胞研究的信息，獲得他們自由表示的同意，并給予保密。同樣將來(lái)在將干細(xì)胞研究用于臨床時(shí)，也必須將有關(guān)信息告知受試病人及其家屬，獲得他們的自由同意，并給予保密?！对瓌t和建議》還說(shuō)，政府必須嚴(yán)格禁止人的生殖性克隆，應(yīng)嚴(yán)格禁止將用于干細(xì)胞研究的胚胎放入任何婦女的子宮內(nèi)，嚴(yán)格禁止利用人的配子與動(dòng)物的配子制造嵌合體。嚴(yán)格禁止一切形式的買(mǎi)賣(mài)配子、胚胎、胎兒組織，包括給予捐獻(xiàn)者經(jīng)濟(jì)報(bào)酬等等。

（四）

光學(xué)原理范文第5篇

教學(xué)目標(biāo)：

1.經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過(guò)程，初步了解“抽屜原理”，會(huì)用“抽屜原理”解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。

2.通過(guò)操作發(fā)展學(xué)生的類(lèi)推能力，形成比較抽象的數(shù)學(xué)思維。

3.通過(guò)“抽屜原理”的靈活應(yīng)用感受數(shù)學(xué)的魅力。

教學(xué)重點(diǎn)：經(jīng)歷“抽屜原理”的探究過(guò)程，初步了解“抽屜原理”。

教學(xué)難點(diǎn)：理解“抽屜原理”，并對(duì)一些簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題加以“模型化”。

教具、學(xué)具準(zhǔn)備：課件，杯子、小棒。

教學(xué)過(guò)程：

一、組織游戲，引入新課

師：上課之前，老師特別想和同學(xué)們做個(gè)游戲――坐凳子。在這里有2個(gè)凳子，請(qǐng)3位同學(xué)都坐到凳子上。如果讓3位同學(xué)反復(fù)做這個(gè)游戲，不管怎么坐，我都敢肯定總有一個(gè)凳子上至少有2位同學(xué)。大家相信嗎！

師：這是為什么呢？其實(shí)這個(gè)游戲中蘊(yùn)含著一個(gè)著名的數(shù)學(xué)原理，現(xiàn)在我們就一起走進(jìn)數(shù)學(xué)廣角，來(lái)研究這個(gè)原理。

二、經(jīng)歷過(guò)程，理解原理

（一）動(dòng)手操作，初步感知

請(qǐng)看大屏幕。（課件出示）把3根小棒放進(jìn)2個(gè)杯子里，可以怎么放，有幾種不同的放法？會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢？請(qǐng)同學(xué)們小組合作放一放。

l.師：哪個(gè)組能說(shuō)說(shuō)你們是怎么放的？

2.師：同學(xué)們觀察這兩種放法，（理解體會(huì)）第一種放法，比較多的一個(gè)杯子里放了2根小棒：第：二種放法，比較多的―個(gè)杯子里放了3根小棒。那么把3根小棒放進(jìn)2個(gè)杯子，不管是怎么放，總有一個(gè)杯子里會(huì)放比較多的小棒，而且至少幾根呢？誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了？

（二）自主探究，體會(huì)理解

師：如果我們?cè)黾有“艉捅拥臄?shù)量，（課件）把4根小棒放進(jìn)3個(gè)杯子里，可以怎么放，還會(huì)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)果嗎？

1.師：哪個(gè)小組原意展示一下自己的放法？

2.師：（引導(dǎo)學(xué)生觀察每種放法里放小棒最多的杯子）你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：不管怎么放，總有一個(gè)杯子里至少有2根小棒。

師：是這樣嗎？我們一起驗(yàn)證一下吧！

（三）發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)原理

剛才我們通過(guò)列舉出所有的放法，發(fā)現(xiàn)了把3根小棒放進(jìn)2個(gè)杯子里，把4根小棒放進(jìn)3個(gè)杯子里的規(guī)律。

1.如果（課件）把6根小棒放進(jìn)5個(gè)杯子里，不管怎么放，會(huì)不會(huì)也是這樣的結(jié)果呢？

2.師：我的感覺(jué)和大家一樣，可是我們想的對(duì)不對(duì)呢，需要干什么呀？

師：大家想出辦法了嗎？誰(shuí)來(lái)說(shuō)一說(shuō)你們組想出什么辦法來(lái)了？

3.師：哪個(gè)小組和他們的方法一樣，請(qǐng)舉手。大家都用這種方法，那這種假設(shè)的方法實(shí)際上先怎么做，然后怎么做的？

4.師：如果把7根小棒放進(jìn)6個(gè)杯子里，把10根小棒放進(jìn)9個(gè)杯子里呢？把100根小棒放進(jìn)99個(gè)杯子里呢？……還用試嗎，結(jié)果會(huì)是怎樣的？

生：不管怎么放，總有一個(gè)杯子里至少有2根小棒。

師：你們真不錯(cuò)，每次都能很快說(shuō)出結(jié)果，這樣的例子能說(shuō)完嗎？是不是發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律了？先給同桌說(shuō)說(shuō)。

師：誰(shuí)能給大家說(shuō)一說(shuō)？

師：把n+1根小棒放進(jìn)n個(gè)杯子里會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？

師：同學(xué)們剛才發(fā)現(xiàn)的這個(gè)原理就是著名的抽屜原理。

5.現(xiàn)在同學(xué)們明白課前“坐凳子”游戲的道理了吧，誰(shuí)能給大家解釋一下？

三、運(yùn)用原理解決問(wèn)題，類(lèi)比提升

生活中有很多問(wèn)題是可以用抽屜原理來(lái)解決的，大家有信心運(yùn)用抽屜原理解決生活中的問(wèn)題嗎？我們一起看看。

1.課件出示：6只鴿子飛回5個(gè)鴿籠，至少有2只鴿子要飛進(jìn)同一個(gè)鴿籠里。為什么？

2.這個(gè)問(wèn)題與大家的出生月份有關(guān)系：（課件）在我班一個(gè)小組的13個(gè)同學(xué)中，至少2個(gè)同學(xué)是同一個(gè)月出生的，想一想，為什么

3.（機(jī)動(dòng)）平常大家喜歡玩撲克嗎，撲克里也有類(lèi)似的問(wèn)題：（課件）從一副撲克牌中取出兩張王牌，在剩下的52張中任意抽出5張，至少有幾張同種花色的？為什么？