序号：

　　 编码：

　　 大学生课外科研立项 申 请 书 项 目 名 称：

　　光学现象可视化研究 所 属 学 科：

　　 应用物理 申 请 者 姓 名：

　　 申请者所在单位：

　　 理学院统计一班 固 定 电 话：

　　 无 移 动 电 话：

　　 电 子 邮 箱：

　　 指导教师姓名：

　　 指导教师所在单位：

　　 燕山大学理学院 共青团燕山大学委员会 二 0 一三年三月制

　　说 明 1 1 、 申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。

　　 2 2 、用 申请书及《课题论证》活页请用 A4 纸双面印制，一 式两份 。申请书 左侧装订 。活页夹在申请书内即可，无需装订。

　　 3、作品分类为自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作三大类。自然科学类学术论文作者限本专科生。哲学社会科学类社会调查报告和学术论文限定在哲学、经济、社会、法律、教育、管理六个学科内。科技发明制作类分为 A、B 两类：A 类指科技含量较高、制作投入较大的作品；B 类指投入较少，且为生产技术或社会生活带来便利的小发明、小制作等。

　　4、学科领域 请按照作品发明点或创新点所在类别填报。

　　 A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等） B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等） E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等） 5、申请书必须由第一申请人按要求填写，第一申请人为承担申报作品 60%以上的工作者。

　　6、表内项目填写时请以小 4 号楷体打印在 A4 纸上。

　　务必保证上交材料格式工整，不符合要求一律发回修改。

　　 7、申请书序号、编码由校团委统一填写。

　　8、其他参赛事宜请向校团委和燕山大学大学生科技协会咨询。

　　 联 系 人：杨晓芳 杨蒙蒙 联系电话：8057103（上班时间） 8062370（每天 19：30 以后）

　　申请人承诺 我保证如实填写本表格各项内容。如果获得立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守《燕山大学大学生课外科研立项管理细则》，认真开展研究工作，取得预期成果。坚决杜绝抄袭等弄虚作假行为。如果成果发表或发布，我将注明是燕山大学大学生科研立项项目。

　　 申请人（签字）：

　　 年 月 日 指导教师承诺 我保证如实填写本表格各项内容。如果获得立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守《燕山大学大学生课外科研立项管理细则》，认真指导学生按时保质完成科研立项工作，并检查学生独立完成写作工作情况。

　　 指导教师（签字）：

　　 年 月 日

　　一、项目基本资料 项目名称 光学现象的可视化研究 类 别 自然科学论文 科技发明制作 A 类 预期 水平 国际领先 国际先进 哲学社会科学论文 √ 科技发明制作 B 类 国内领先 √ 国内先进 学 科 领 域 C A 机械与控制 B 信息技术 C 数理 D 生命科学 E 能源化工 F 哲学 G 社会 H 经济 I 法律 J 管理 K 教育 摘要（研究内 容 创 新点和意义，150-200字） 可视化是一个新兴的研究领域。通过将各种复杂的数据转化为直观的图像，可视化帮助使用者通过视觉这一最有效的手段了解数据的内在规律，从而取得新的发现。将可视化运用到光学现象的研究中，将难以捕捉的光信号以图像的方式呈现在人们面前,从而直观的表达出来。同时，为人们分析，理解数据，形成概念，找出规律提供了强有力的手段。这样我们可以将我们所学知识通过图像的新方式展示出来，不仅可以更好的研究光学现象加深我们对于知识的掌握而且同时可以吸引人们对于科研的兴趣。

　　 在我们研究过程中我们可以广泛阅读相关知识开拓我们的知识面，熟练运用各种工具将书本上的知识于实践相结合，对于以后我们工作以及考研做相关研究都有好处。

　　 预期成果 C A. 发表论文 B.研究报告 C.科技制作实物 D. 专利 E.其他 项目起止时间 2013/4/16---2013/7/31 二、申请组基本资料 申请 者及 项目 组主 要成 员 姓名 性别 年级 联系电话 学位 学院 专业 项目分工 第一申请人详细资料 姓名 性别 电子邮箱 学院 专业 电 话 相关 经 历 （100 字以内） 我于 2011 加入校自管会并参与组织多项学校活动，组织协调能力较好。同时曾经参加过多次类似活动，例如理学院组织的河北调研，还有去年的科研立项，除此之外积极参与学校组织的各项活动例如英语竞赛，演讲比赛等等在这些项目中都取得了优异成绩，所以我相信我们可以很好地完成此次科研立项。

　　 三、指导教师基本资料

　　指导教师基本资料（1 1 ） 姓名 单位 职称 电话 研究方向 指导教师签字 讲师 信息可视化 申报理由（。

　　指导教师填写本项。请说明该项目是否有项目支撑，是否有较高的科技价值等。

　　） 该项目具有较高科研价值，此类项目在国外处于较先进水平，但是在国内由于起步较晚所以还处于探索阶段。这个项目中是一个跨学科领域，旨在研究大规模非数值型信息资源的视觉呈现,需要学生查阅大量资料，可以很好地锻炼学生的信息抓取能力，同时还要学习掌握多种技能例如编程等，更好的锻炼学生的自学能力。学生之间的协调配合在这里也可以得到很好的锻炼。这个项目的项目支撑较简单，可以得到很好的满足。且此项目是具有很好的连贯性可以为后续的深入研究打下基础。

　　此项目不仅具有很好的发展前景而且具有较高的科技价值。该项目在现阶段是一种实用性比较强的技术，光学研究可视化可以在各个领域创造出一定的经济效益，比如用光学可视化的方法研究乙醇柴油混合燃料特征，光学元件表面微缺陷可视化检测技术研究等一些科研方面可以给与一定上的技术支持.光学研究可视化这个项目无论是在研究方面还是以后的应用方面，都会容易取得一定的效益。所以总体来说该项目有较高的科研价值。

　　 指导教师基本资料（2 2 ） 姓名 单位 职称 单位 研究方向 指导教师签字 申报理由（指导教师填写本项。请说明该项目是否有项目支撑，是否有较高的科技价值等。）

　　四、项目具体内容(与《课题论证》活页内容同) 1、选题：本课题国内外研究现状述评及选题的研究意义。500 字左右 现状：可视化研究的出现就是由于种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。由于缺乏大量数据的有效分析手段，大约有 95%的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展，所以美国人才提出了这一项世界瞩目的解决方案，就是可视化。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。从美国提出可视化开始，在国外的科学研究中，可视化技术已经占据了具足轻重的地位，成为研究中不可缺上的部分。对于美国的大型实验室和研究中心来说，科学计算可视化虽然只是一个新的术语，但却标志着可视化已经成为科学与工程必不可少的组成部分，而不再仅仅是辅助工具。在可视化的研究与应用上，与国外相比，国内差距较大；目前仍在探讨阶段，研究重点主要还是后处理，应用的深度和广度远远不能满足实际需要。自 90 年代以来，国内一些高校和研究所，如清华、浙大、中科院软件所、以及北京九所 等单位相继开展了可视化技术的探入研究，包括研究可视化算法，分析国外可视化系统或环境，结合应用开发可视化工具等．由于国内硬件条件较差，多数单位都是以高档镦机和中低档工作站作为可视化的研究与开发平台。光学研究已经沿着各种不同的方向逐层升入，一些简单的光学现象已经进入学生的课本被普及研究. 光学现象的可视化研究是将光学现象可视化呈现电脑以及大型计算器上以便于科学研究。国内外的相关研究有很多但是只在一些方面，而且大多是博士生论文生涩难懂，此次我们将以较通俗的语言实现光学现象可视化。

　　意义:光学研究的可视化把光信号转化为电信号，以图像的方式呈现在人们面前,将难以捉摸的光信号，以直观的形式表达出来，更容易被理解，被接受。这项研究的最大意义也在于此。抽象的事物难以捉摸，异味的凭空想象，会限制科学进步的速度。而有形的事物则不同，研究看得见的现象总比凭空想象来得容易。对于光现象的普及也有重要意义。此次研究课题,又进一步研发的价值,可以进一步研发成相关视频以及程序软件创造经济价值.所以此次研究将不仅仅是理论还将创造物质价值。

　　 2、内容：研究的主要内容、主要观点、基本思路、重点及难点。500 字左右 将相应的光学现象进行可视化,研究各种光学现象产生的原因以及相应的效果，从实质上揭示光学现象的本质。研究各种与所研究光学现象有关的研究以及定理定律,将各种研究成果以及相关的定理定律进行系统的归纳总结,为后续的研究打好坚实的基础。此过程同学将有严格的分工，确保活动的顺利进行。

　　 小组的每位成员都要至少学习掌握一种编程语言,并且能够熟练运用该语言以及相应的编程工具进行简单编程。此过程中小组成员要相互帮助争取最快的学习掌握相关技能。

　　 学习使用 matlab 软件,熟练运用该软件各项功能.结合我们所研究的各种光学现象成果，利用 matlab 软件以及学习的编程知识制作相

　　应的单个光学现象，然后在统一化将各种单独的光学现象统一在一起。此过程老师会进行相关指导，指出问题给出修改意见。最后进行调试修改交给老师进行最后的修改。

　　 此次研究的重，难点在编程语言的掌握以及 matlab 软件的熟练运用但是经过同学们的努力以及老师的指导我们会顺利完成此次科研立项。

　　 3、预期价值：本课题创新之处和实际应用价值。

　　 本研究课题更好地将生活实践与学习紧密的联系在一起。对于我们学会将所学知识转化为相应的实践成果是一次尝试对于以后我们无论是找工作和搞科研都有极大的帮助。

　　1.创新之处：本课题的创新之处在于将难以理解的众多光学现象与matlab 相结合进行可视化研究。首先 Matlab 具有强大的矩形处理和运算功能，丰富的图形绘制能力。其应用范围涵盖几乎当今所有的工业应用与科学研究领域。其丰富的库函数和各种专业工具箱，能将使用者从繁琐的底层编程中解放出来。它对科学计算结果有迅捷而准确的可视化能力。将 Matlab 软件和光学有机的结合起来，能够直观的建立物理现象，更形象的说明问题，更好的理解概念。Matlab 强大的科学计算和图形图像功能的完美结合尤其是适合光学图像。特别是通过人们可以任意改变各参量，使我们对光学图样变化与各参量之间的关系可以有一个直观的感受，从而加深对光学现象的认识，更好的理解物理概念。

　　2 实际应用价值：Matlab 可以应用在光的衍射，光的干涉等等。比如：夫琅禾费单缝衍射，夫琅禾费多缝衍射，夫琅禾费圆孔衍射，夫琅禾费矩孔衍射，杨氏双缝隙干涉，薄膜干涉，牛顿环等等。对于非专业的科研和教学人员，Matlab 让人们省时省力就能编写出解决专业问题的软件，从而避免资源浪费，提高工作效率。借助计算机的高速计算能力，可以反复改变输入的实验条件，系统参数，大大提高实验效率。同时此次的研究成果可以运用到学习的各个方面，例如此次的初步产品可以运用到初中，高中，大学相关知识的课件中去对于学生掌握相关知识有很大帮助。此外我们可以进一步研发更加系统全面的成果配合其他资源用于人们的自学。此次研究课题,又进一步研发的价值,可以进一步研发成相关视频以及程序软件创造经济价值 4、拟采取的研究方法和技术路线 包括理论分析、实验方法和步骤；研究工作的总体安排和进度。

　　研究方法：本课题主要研究的是典型光学现象（如牛顿环、杨氏双缝、夫琅禾费单缝衍射等。），采取多人合作、分组开展研究的方法开展研究，研究的过程将自始至终遵循理论与实践相结合，广泛搜集信息、资料和建议，。在典型研究的基础上，形成研究成果，指导部分专业建设和教学。本课题研究采用文献法、归纳总结法、理论分析法、数学建模法等方法进行研究。

　　技术路线：可采取典型光学现象分析思路，综合应用 matlab 软件开发方法，进行动画演示分析具体工作。

　　实施步骤：本课题研究划分为如下阶段。

　　第一阶段：资料准备、参与研究人员调研和选定、理论研究。

　　第二阶段：分组研究阶段。选取典型光学现象进行分组研究，形成部分专业的具体方案，作为阶段性成果。

　　第三阶段：总结归纳、结题。根据第二阶段的成果，应用 matlab软件，以动画形式直观展现各种光学现象。

　　预计完成本课题需要三个月时间。

　　 5、申请经费预算 预算支出科目 金 额 计算根据及理由 1. 相关书籍 300.00 元 书籍价格 2. 资料打印 80.00 元 项目计划 3. 网费 100.00 元 校园周围网吧网费价格 4. 会议费用 120.00 元 会议，出行及其他各类琐事 5. 总计 600.00 元 6. 7. 8. 五、审批意见 申 请 者 所在单位 燕山大学理学院 学 院 团 委 意见 （签章）：

　　 年 月 日 学院“领导小组”组长意见（学院主管学生工作 的 副 书记） （签字） 年 月 日 主管单位 燕山大学大学生课外科研立项办公室 燕 山 大 学 大学 生 课 外 科研 立 项 办 公室审批意见 （签章） 年 月 日 六、审批结果登记（ 校团委填写 ）

　　项目名称 批准编号 批准日期 备 注