NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星
NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星,探测器将在离金星地表约67公里时展开科学观测,并在约1小时下降过程中,于地表上方约30,500米处拍摄数百张图像。NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星。
NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星1NASA科学家和工程师们在最近发表的一篇论文中给出了有关该机构的金星深层大气惰性气体、化学和成像调查(DAVINCI)任务的新细节。据悉,该任务将在2031年中期通过金星的分层大气下降到该星球的表面。DAVINCI是首个使用航天器飞越和下降探测器来研究金星的任务。
DAVINCI是一个飞行分析化学实验室,它将首次测量金星巨大的大气-气候系统的关键方面,其中许多方面自20世纪80年代初以来一直是金星的测量目标。另外,它还将首次提供金星山地高原的下降成像,同时还将以轨道上不可能的尺度绘制其岩石成分和表面浮雕。
这项任务支持对少量存在的未被发现的气体和最深的大气层的测量,包括氢同位素的关键比率--水的组成部分,这有助于揭示水的历史,无论是液态水海洋还是早期大气层内的蒸汽。
据了解,该任务的载体、中继和成像航天器(CRIS)有两个机载仪器,它们将在飞越金星期间研究该行星的云层并绘制其高地区域。此外,该任务还将投放一个小型下降探测器,该探测器有五个仪器,它们将在下降到地狱般的`金星表面时以极高的精度提供一系列新的测量。
发表《Planetary Science Journal》上的这篇论文的第一作者、NASA戈达德太空飞行中心的DAVINCI首席研究员Jim Garvin说道:“这组化学、环境和下降成像数据将描绘出金星的分层大气及它如何跟Alpha Regio山区的表面互动,该地区面积是德克萨斯州的两倍。
这些测量将使我们能评估大气的历史方面以及探测表面的特殊岩石类型如花岗岩,与此同时还可以寻找能告诉我们侵蚀或其他形成过程的提示性景观特征。”
DAVINCI将利用三个金星重力辅助,其通过利用行星的重力来改变CRIS飞行系统的速度和/或方向来节省燃料。前两次重力辅助将为CRIS飞越金星做好准备,从而在紫外线和近红外光中进行遥感,以此来获得超60吉比特的关于大气和表面的新数据。第三次金星引力辅助则将为航天器做准备,从而释放探测器以使其进入、下降、进行科学研究和着陆并向地球进行后续传输。
第一次飞越金星将在发射后6个半月并将花两年时间使探测器进入位置,这样其可以在“正午”的理想照明下进入Alpha Regio的大气层,目的是以328英尺(100米)到比一米更细的尺度测量金星的景观。这样的比例可以无需着陆的情况下对金星的山区进行着陆器式的地质研究。
一旦CRIS系统离金星约两天的距离,探测器的飞行系统就将会被释放,与此同时安全地将直径三英尺(一米)的钛制探测器包裹在里面。探测器将在离地表约75英里(120公里)处开始跟金星上层大气互动。科学探测器将在离地表约42英里(67公里)处抛出其隔热罩后开始科学观测。
随着隔热罩的释放,探测器的进气口将摄取大气中的气体样本并进行详细的化学测量,这就像好奇号探测器在火星上进行的那种测量。在其一小时的下降过程中,该探测器还将在其出现在距离当地表面约10万英尺(30,500米)的云层下时获得数百张图像。
来自戈达德的副首席研究员Stephanie Getty说道:“探测器将在Alpha Regio山区着陆,但着陆后不需要操作,这是因为所有需要的科学数据都将在到达地表前拍摄。如果我们以约25英里/小时(12米/秒)的速度挺过着陆,那么在理想的条件下,我们可以在表面上有长达17-18分钟的操作。”
DAVINCI暂定于2029年6月发射,2031年6月进入金星大气层。
Garvin说道:“以前在金星大气层内的任务都没有像DAVINCI的探测器那样详细地测量化学或环境。此外,以前的金星任务没有在金星磁石高地上空下降,也没有对金星表面进行下降成像。DAVINCI将以Huygens探测器在土卫六所做的工作为基础改进以前的金星原位任务,但要有21世纪的能力和传感器。”
NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星2迄今为止,NASA只派过2艘飞船前去拜访金星,我们知道这颗距离太阳第二近的行星地表相当火热,但过去只通过雷完成像,不曾有探测器在下降过程中拍摄金星真面目。再等几年,DAVINCI探测器就会打头阵穿越金星大气层抵达金星表面,最近NASA发布了DAVINCI任务新细节。
未来几年除了要让人类重返月球,NASA与ESA也准备好重返金星。去年6月,NASA宣布将于2028~2030年间发射前往金星的2项新任务,一项名为VERITAS,另一项名为DAVINCI,VERITAS是环绕金星运行的轨道飞行器,将以高清晰细节搭建金星表面并重建3D视图,也会研究金星是否还有活火山活动将水蒸汽释放到大气。
DAVINCI任务则背负重要使命,将携带数种仪器承受极高温度与压力穿越金星大气层,于降落期间吸收金星大气约1小时以收集大气、温度、压力和风速数据,同时拍摄数百张穿越这颗地狱行星过程的照片。
欧洲太空总局(ESA)也宣布将于2031年推出金星任务EnVision,准备带来金星内核到高层大气的整体行星视图。
甚至,连麻省理工学院都推出由私人资金赞助的小型金星生命探测器(Venus Life Finder,VLF),且按照计划会抢先NASA一步、于2023年搭乘火箭实验室电子号火箭前往金星,于3分钟内穿越金星云层探索金星生命。
最近,NASA进一步发布DAVINCI任务细节:发射之后,DAVINCI需花2年时间才能让探测器在理想“正午条件”进入金星大气层,CRIS飞行系统将通过重力辅助改变速度与方向以节省燃料,并在飞越大气期间研究金星云层、搭建高地地图;另外释放带有5个仪器的小型下降探测器进一步降落,负责检测地表特殊岩石类型(如花岗岩)、侵蚀地形景观等。
探测器将在离金星地表约67公里时展开科学观测,并在约1小时下降过程中,于地表上方约30,500米处拍摄数百张图像。最终探测器会在Alpha Regio山脉着陆,如果以每秒12米速度着陆还幸运幸存下来,探测器可当地面再进行长达17~18分钟操作。
DAVINCI暂定于2029年6月发射、2031年6月进入金星大气层。此前,NASA最后一个金星专门任务是麦哲伦号,于19 89年抵达金星轨道并于1994年结束。
新论文发布在《行星科学》(Planetary Science)期刊。
NASA计划2029年发射“达芬奇”号探索金星3美国国家航空航天局(NASA)宣布将于2029年发射一艘航天器探索金星。探测器计划多次飞越金星,并穿越环境恶劣的金星大气层抵达金星表面。
金星大气层对航天器来说很不友好,下降过程堪称地狱般的存在。这项名为“达芬奇”(DAVINCI)号的金星探测任务将探索金星大气层深处稀有气体、具体化学成分并拍摄照片,将是人类第一个通过飞越和降落来探索金星的航天任务。
“达芬奇”号任务预计将探索金星各层大气,并在2031年6月抵达金星表面。自20世纪80年代初以来,科学家们一直渴望获得金星数据。如果一切顺利的话,“达芬奇号”任务能够捕捉到关于金星的详实探测数据,此前,NASA只有两项任务造访过金星,分别是1978年发射升空的“先驱者”号和90年代初发射升空的“麦哲伦”号。
“达芬奇”号宇宙飞船实质上是一个飞行化学实验室,它可以测量金星不同的大气层和气候组成,并在下降过程中拍摄关于金星高地的第一张俯瞰图像。“达芬奇号”任务的仪器计划绘制金星表面的地图,并探测金星像山一样的高地分布。
NASA科学家称,金星上这些被称为“镶嵌地块”(tesserae)的特征与地球上的大陆类似,这意味着金星可能有板块构造。
位于美国马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心达芬奇任务首席研究员吉姆·加文(Jim Garvin)在一份声明中说:“有关化学成分、环境和下降成像数据的组合将描绘出金星各层大气的画面,并说明金星大气如何与阿尔法雷吉奥山脉的表面相互作用。阿尔法雷吉奥山脉的面积是得克萨斯州的两倍。”
“这些探测任务将使我们能够评估金星大气的演化进程,并在金星表面检测花岗岩等特殊岩石类型,同时寻找可以告诉我们侵蚀或其他形成过程在金星表面造就的景观特征。”
“达芬奇”号任务还将通过测量金星大气层最深处气体和水的组成来调查金星过去是否存在过海洋。金星可能是我们太阳系中第一个宜居世界,科学家推测金星此前存在与地球相似的海洋和气候;但期间发生了一些事情,使金星变成一个温度高到足以融化铅的行星。
根据2019年的一项研究,在一次事件引发气候剧烈变化之前,金星可能在几十亿年的时间中温度稳定,还有液态水的存在。这项研究的作者是美国宇航局戈达德空间科学研究所的物理科学家迈克尔·韦(Michael Way),他曾在2016年与人合作研究过金星史前气候和海洋。
现在的金星几乎是一个死星,其有毒大气层比地球厚90倍,表面温度能达到462摄氏度。
由于“达芬奇”号任务将多次飞越金星,航天器会使用两台仪器来研究大气层,并从轨道上绘制出关于金星高地的地图。然后,航天器将释放一个携带5个仪器的下降探测器,一路抵达金星表面。
下降过程持续大约一个小时的时间,探测器将使用隔热罩保护自身安全。当抵达距离金星表面约67公里的高度时,探测器将丢弃隔热罩,并对大气气体进行采样和分析。下降探测器穿过金星表面30500米厚的高空云层后,还会拍摄数百张照片。
戈达德副首席研究员斯蒂芬妮·盖蒂(Stephanie Getty)在一份声明中说:“探测器将在阿尔法雷吉奥山脉着陆,但着陆后不再需要继续运行,因为所有需要的科学数据将在到达金星表面之前完成采集。”“如果我们能以每秒11米的速度着陆,理想条件下探测器能够在金星表面运行17到18分钟的时间。”
摄影知识点归纳
摄影知识点归纳,在摄影行业越来越吃香的时代中,学习摄影相关技术和知识的人逐渐的增多,关于摄影,好多初学者和预学者都很迷茫。以下是关于摄影知识点归纳内容分享。
摄影知识点归纳1摄影知识
一、摄影的历史
1、摄影技术的变迁:达盖尔版(1839-1850)→卡罗版(1841英国科学家塔尔博特“卡罗摄影术”的技术,奠定了现代摄影术的基础。)→湿版(1851-1890,1851年,英国雕塑家阿切尔,发明了湿版摄影法。 )→干版(现代摄影雏形:19世纪70年代,英国医生马多克思,发明了干版摄影。 )
2、相机的变迁:伸缩木箱照相机 (1839)→柯达1号 (1888)→4又1/2单反相机 →莱卡 I型 (1925)→35CM单反相机(1949) →傻瓜相机(20世纪70年代)→拍立得(Polaroid)(1948)→数码相机(1995)。
31826年用8小时曝光 。感光材料:银版的发展,1839年它将曝光时间缩短到2至3分钟。
4、 伊斯曼的出现,给摄影史带来了新的革命,1889年,著名的发明家爱迪生将伊斯曼提供的70毫米胶卷切成两条各宽35毫米的长条,并在两边打上卷片用的小方孔,这就是日后世界上使用最广泛的35毫米胶卷。 达盖尔的伸缩木箱摄影机。由于曝光时间过长,当时拍摄人像时,被拍摄者需要坐装有头部支撑架的特制座椅。
美国柯达公司于1934年推出了宽度为35毫米的胶片,很快成为最流行的胶卷和**胶片类型,并一直持续使用至现今。
5、几次重大变革与相关人物:1931发明了电子闪光灯。1907年,卢米埃尔兄弟发明的“天然彩色片”透明正片,是真正实用的彩色片。1936年,伊斯曼公司推出了第一个三层乳剂彩色片考贝以后,德国阿克发、日本富士、英国伊尔福等相继推出了彩色正、负片。
1947年,美国物理学家兰德发明了一次成像摄影术。1945年,瑞典人哈斯布莱德设计了120单镜头反光照相机。并设“哈斯布莱德奖”――摄影界的“诺贝尔奖”。
1959年,佛克特兰德发明了变焦镜头。1965年,瑞典摄影家莱纳尔特·尼尔逊将电子显微镜与摄影技术相结合,进行显微摄影,《生命的奇迹》。1981年,日本SONY公司推出世界上第一部以电荷耦合器件(CCD)代替传统的软件(底片)的数码照相(MAVICA)。
第一张彩色照片:1861年由詹姆士-克莱克-麦克斯韦(James Clerk Maxwell)对丝带三次拍摄成像的。呈现的是花格图案的丝带。
第一张数码照片(1957年)美国国家标准局的计算机先驱人物拉塞尔-基尔希(Russell Kirsch)研制了一种图像处理系统,可以将照相机的照片直接传输至计算机内。
1880年美国人G伊斯曼(GeorgeEastman) 发明了将卤化银乳剂均匀涂布在明胶基片上的新型感光材料----胶卷,并于1888年制造成功第一台柯达照相机。
二、摄影流派
1、绘画主义摄影:产生于十九世纪中叶的英国。该派摄影家在创作上追求绘画的效果,或“诗情画意”的境界。1857年,OG雷兰德(1813-1875)创作了一幅由30余张底片拼放而成的、具有文艺复兴风格的作品:《人生的两条道路》 标志着绘画主义摄影艺术上的成熟。
2、自然主义摄影:1899年,由摄影家彼得·亨利·爱默生鉴最先提出。提倡摄影家回到自然中去寻找创作灵感。这种艺术主张,是对绘画主义的反动,它促使人们把摄影从学院派的桎梏中解脱出来,对充分发挥摄影自身特点有着促进作用。
3、纯粹主义摄影:主张摄影艺术应该弘扬自身的优势,抛弃绘画的影响,提倡用纯净的摄影技术去求得摄影所特有的审美效果。
《明月高挂半圆山》 亚当斯(美) 《石阶之海》 W·伊文思(英)
4、新客观摄影:发生在德国20年代中期,又称为新现实主义摄影。该流派的艺术特点是在常见的事物中寻求“美”。用近摄、特写等手法,把被摄对象从整体中“分离”出来,突出地表现对象的某一细部,精确如实地刻画它的表面结构,从而达到眩人耳目的视觉效果。
5、纪实摄影:英文名称是Document Photography,其最初的含义指起到一种证明、证据和文献作用的摄影类型。但纪实摄影作为一个影响深渊的摄影流派,不同于单纯的记录事件的照片,除了记录的基本功能,它的题材内容是具有一定的社会意义、人道主义精神和历史文献价值的。
纪实摄影作品无论美好或是丑陋,目的都在于表现一个真实的世界,引起人们的关注,唤起社会良知,同时记录特有的文化,为后世留下宝贵的历史财富。根据摄影内容,纪实摄影又可以分为三类:第一是重大事件;第二是百姓生活;第三是社会风景。
纪实摄影是摄影家对现时世界中具有社会意义的人与人、人与环境之间关系作相对全面的诚实生动的描写以导致观众对被描写对象的关注与正确认识的一种摄影艺术形式。
6、超现实主义摄影:兴起于本世纪三十年代。为达达派没落时期出现于摄影艺术领域中的一种流派。摄影中的超现实主义者也象达达派摄影家一样,利用剪刀、浆糊、暗房技术作为自己主要的造型手。
在作品画面上将景象加以堆砌、拼凑、改组,把具体的细部表现和任意的夸张、变形、省略和象征的手法结合在一起,创造一种现实和臆想、具体和抽象之间的超现实的“艺术境界”。
7、抽象摄影:为第一次世界大战后出现的一种摄影艺术流派。运用光线,或剪辑集锦,或中途曝光,或拍摄时震动照相机使被摄体形象在底片中的结象模糊,或多次曝光使之重影,直到改变画面的表面结构,改变被摄物体的原有形态和空间结构,使被摄物体转变成某种不能辨认为何物的线条、斑点和形状的结合体。
摄影知识点归纳2新手怎么开始学摄影
1、做好持久战及长期投入的心理准备
摄影是一门很深很广的学科,可以说是一门玩到老学到老的兴趣学科,同时摄影方面的专业知识组成成分也比较复杂,入门知识学起来到练习好都要几个月甚至更长的时间,有人会说,给我一台相机一周内就能搞定,可是个人认为那些只是你学会了如何按快门,还没有学会如何在按快门前的思考与对摄影艺术的设计。
为什么说还要长期投入,因为学习理论知识和进行实战练习都需要时间,甚至需要你付出更多的精力与财力,比如打工族的你想要购买一台好相机的话,可能都需要用很久的时间。有时候针对一种拍摄主题在进行实战练习的时候,一拍就是半天甚至是一天,但是就这样还不一定能拍出像样的作品。
2、坚持学习和实战练习
很多伙伴没有足够的耐心,以为掌握了一些简单的`摄影理论知识,买一台高端的相机就可以拍出优秀的摄影作品,其实不然;如果你真的在短期内拍到了优秀的作品也有可能是运气好。
但是想要拥有一双发现美的摄影眼,并经常拍出优秀的摄影作品,就需要不断地练习学习,才能让一些优用的思维习惯烙印在自己的大脑中,并形成优秀的摄影习惯。
因此在学习中坚持,在坚持中学习和练习,就这样每天做着重复的事情,才能将一些知识与自己融为一体。另外建议在学习摄影理论知识之前记得要把相机的说明书看完,并结合功能篇的说明介绍对着相机一步步进行练习操作。
直到练习到心里想到什么参数,什么功能,你可以在最短的时间内找到,这样才能让你有更高效更多的机会拍摄到更好的作品。
3、学习一门系统且专业的摄影课程
很多人觉得只要在网上经常看一些摄影技巧就可以了,可是我想说的时,能通过自学成长的只是少数,何况还是通过碎片化知识进行学习和成长的更是少数。因此这里建议,如果你想要有条理系统性的规律性的学习摄影知识就需要去学习一套适合新手的摄影课程。
因为这样可以让自己少走弯路,可以跟着老师们设定的节奏前进。这样你不用去思考今天要去找什么知识,拍什么主题。
很多课程都是由浅入深,从易到难的学习模式。通过对课程的学习,就有可能在你不知不觉中就已经进步很多,如果有老师指导还可以帮助你及时纠正错误和明确方向。这样你才能更快更高效的进步。比如你可以试试这个课程:零基础学摄影,从入门到精通
4、不要忘了学习一些基础的摄影后期
说到这一点,估计有很多人会反对摄影后期,但是摄影也离不开后期,摄影毕竟也属于艺术的一种表现形式,那么艺术的核心主题在色彩及视觉上也离不开摄影后期的协助。
比如我们拍到的照片效果不能直接表达你内心的想法,或是在取景时因环境的限制和影响不能精准地进行构图,也有可能用他原始的色彩与效果不能更好地传达你的情感,那么我们就可以利用后期对摄影作品进行色彩的强化或削弱,或对取景构图进行重构,从而达到自己想要的满意效果。
摄影知识点归纳3一、摄影技术
①熟悉摄影器材
不管你是用单反、微单甚至是手机拍照,你都要先熟悉你手里的器材。相机的说明书会很好的介绍你的器材,所以大家一定要看一遍器材的说明书。实在看不懂说明书就去网上搜搜看,配合着自己的说明书基本就能看懂了。
②摄影理论基础
当你熟悉了你的器材之后,就要去弄懂各种专业术语,比如:光圈大小、快门速度、感光度、景深等等一系列相关理论知识。另外,你还要去弄懂这些东西是怎么用的,它们之间该怎么搭配使用、拍摄什么样的环境要怎么去调整参数,这一系列都是要你去弄懂的。
③构图
如果你前面那些都懂了,那么你就要去学学构图方面的只是;构图是摄影的灵魂,如果你构图不好想要拍出好照片基本是不可能的。很多人觉得构图很简单,这个认识是错误的。构图包含了线条、色彩、光线、画面平衡等等一系列知识,并不是说随随便便学几个基础构图技巧就能弄懂的。
④后期处理
关于后期这个问题前面已经讲过很多了,希望大家不要再认为照片后期了就不真实。摄影是一门艺术学,不是真实学。现在哪怕那些拍纪实题材的,都会对照片做一些简单的后期处理。
现在的后期软件有很多,如果你只是个普通摄影爱好者,那么熟悉一个或者两个后期软件就行了,那些靠摄影吃饭的人懂的后期修图软件也就那么一两个。另外,你还要去弄懂饱和度、对比度、阴影、高光等等这些后期术语是什么意思,调它们会出现什么效果等等。
二、摄影审美
①培养摄影美感
可能很多人都会有这样一个疑问,为什么同样一个场景自己拍出来的照片和别人拍出来的照片差距很大?主要原因就在于别人有一双发现美的眼睛,能将这些美景用相机记录下来。
审美是一个不断培养的过程,需要用很长时间。建议大家多看那些好的作品,看看他们是怎么拍的。另外,就是多留意生活中的细节,培养在日常生活中也能发现美的感觉。
②自我审美素养提升
对于“美”每个人心中都有不同的理解,每个人都有自己的审美观,对美的认知、感受都各有不同。这个是一个非常空洞化的东西,我自己用语言也无法解释清楚。无论你用什么方法去提升你的审美,到后期你都要形成自己的风格,这样你就不会陷入大众风的浪潮中。
三大数码照片格式
数码相机三大存储格式就是RAW、TIFF和JPEG,了解这三种格式的特点您才能够在拍摄时正确地选择存储格式。
首先是高级数码相机支持的RAW图像格式,这是一种将数码相机感光元件成像后的图像数据直接存储的格式,不经过压缩也不会损伤数码照片的质量,而且由于存储的是感光元件的原始图像数据,以后您还可以对图像的正负两级的曝光调整、色阶曲线、白平衡、锐利度等参数进行调整;缺点是RAW需要特殊的软件来处理,同时在拍摄时,数码相机的液晶屏幕上只能看到RAW文件的专门为预览提供的JPEG副本,而且为了避免浪费存储空间,这个副本的压缩比大,图像质量比较差。这也是部分数码相机用户误以为RAW格式的效果比JPEG还差的原因。
如果拍摄的数码照片是用于印刷出版,那么只有RAW和采用无损压缩格式的TIFF格式的照片的效果会比较理想。TIFF格式是目前大部分数码相机都支持的格式,其优点是质量好而且兼容性比RAW高,不会受到处理软件的限制,但TIFF格式的缺点也非常明显,那就是图像的文件大而且在存储时也需要更多的时间。
JPEG是三种格式中“体积”最小的,如果您追求更快的存储速度和更高的软件兼容性,那么JPEG是最好的选择。但需要注意,JPEG是一种有损压缩格式,也就是它在压缩的过程中丢掉了原始图像的部分数据,而且这些数据是无法恢复的。
使用了数码变焦拍摄并存储为JPEG格式的照片,数码变焦的效果优于后期电脑软件的插值放大效果,而对于无损的TIFF或RAW格式图像而言,后期软件处理比数码变焦的效果要好一些。
使用经验
正确使用RAW格式
高级数码相机支持使用RAW图像格式,但是不少用户都不太明白应该怎么去使用它。这种原始图像数据存储格式类似传统相机的数字底片,是专业摄影师的首选格式。如果您也想使用单反数码相机代替专业传统胶片相机,那么您也会需要这种能够最大限度地保留了成像时的各项细节和数据的图像格式。
但要使用这种图像格式,需要专门的图像处理工具软件,RAW文件是CCD或CMOS感光部件在拍摄时所记录下的原始数据文件,是以一组8位或10位的二进制数据记录的数据,只反映照射到感光单元上光线的强度,本身并不包含色彩等直观的图像信息,而且它是和硬件密切相关的,不知道CCD或CMOS的感光单元行列排布、滤色镜排列等物理参数就无法将它转换成图像,所以处理RAW文件的图像处理工具还需要支持您的数码相机。
一般情况下,推荐您首选数码相机厂商附送的软件,例如,如果您使用佳能公司的EOS 10D数码相机,可以选择该公司附送的RAW文件浏览器“File Viewer Utility”,这样就可以在电脑上浏览拍摄的照片,查看所有相关的相机设置。更为重要的是,它可以让您调整RAW格式的图像,包括正负两级的曝光调整、色阶曲线、白平衡、锐度等参数。
另外,您也可以考虑使用Photoshop的数码相机RAW插件,该插件支持佳能、富士等多家数码相机厂商的数码相机。
使用经验
恢复误删的数码照片
使用数码相机时,我们将数码照片存储在存储媒介上,常见的存储媒介有CF、SM、SD卡和记忆棒等。另外,我们还会将数码照片拷贝到电脑上,有时因为主观或者客观的种种原因,会出现误操作而将有用的照片或者其他数据文件误删除。此时,您大可不必捶胸顿足,无论是存储在存储卡上的还是拷贝到硬盘上的数码照片,误删除后大部分情况下都是可以恢复的。
对于电脑上被误删除的数据可以恢复这一点,相信大多数比较熟悉电脑的用户都没有异议,但大部分用户都误以为存储卡上的数据是不一样的。实际上,数码相机都是遵循DCIM标准的,存储卡上的数据存储格式和操作方式都和电脑操作磁盘数据时一样。所以,基于磁盘等磁介质的数据恢复原理,从理论上讲,存储卡上的数码照片和已经拷贝到电脑上的数码照片一样,不但是可以恢复的,而且是很容易实现的。使用电脑上常用的数据恢复软件,例如Easy Recovery、Get Data Back、Final Data、R-Studio等,都可以轻易地恢复存储卡上的数码照片。
使用经验
拍摄时分辨率的影响
分辨率越大,图像的精度越高,尽量使用高分辨率进行拍摄是许多数码相机用户的一种错误的认识。理论上讲,高分辨率可以获得高精度的图像,但数码照片要以图像文件的形式记录,随着分辨率的提高,图像文件也将增大,数码相机处理图像的时间随之增多。所以使用的分辨率越高,拍摄时需要的处理时间越多,拍摄时需要占用的存储空间也越大。使用数码相机拍摄时存储器件的容量是有限的,使用的分辨率越高所能拍摄的张数自然也就越少。另外,由于处理的时间长,在抓拍时使用过高的分辨率将有可能错过精彩的镜头。
即使您不在意存储空间的浪费和处理时间的增加,分辨率的选择也应当以够用为限,否则当您做后期处理时,您会发现,用较高分辨率拍摄的图像利用软件缩小成低分辨率,与用较低分辨率直接拍摄的图像视觉效果几乎相同,而且后者的图像锐度似乎还会更好一些。
使用经验
拍摄时分辨率的选择
目前,大多数数码相机都有几级分辨率可供选择,如何决定应该选择多大的拍摄分辨率呢?拍摄后的图像用途是影响需要选择哪一级别分辨率进行拍摄的主要原因。如果数码照片只是用于网页制作上,那么不需要太高的分辨率,如果只是在显示器上显示用,必须记住,图像像素和显示器显示设置存在相互对应的关系。所以若想让图像全屏显示到标准640×480像素的显示屏上,那么您需要的仅仅是一幅640×480像素的图像。如果屏幕显示设置为1280×960像素,那么640×480像素的图像只会占到屏幕的一半空间。不需要考虑每英寸的像素数目,显示器仅仅在意水平和垂直像素的数目。
如果您的数码照片将用于打印输出,那么您需要记住,屏幕显示和打印、印刷输出是两回事,您需要了解两个词汇并记住它们之间的关系,图像分辨率是描述图像的总像素数(PPI)的,以PPI为单位。而决定图像输出质量的是图像的输出分辨率,描述的是设备输出图像时每英寸可产生的点数(DPI),以DPI为单位。两者有联系但并不相等,“图像分辨率÷输出分辨率=图像输出尺寸”。以杂志印刷为例,输出分辨率最低要求为300 DPI,16开满版也就需要约3200×2400的分辨率。
使用经验
冲印尺寸与拍摄参数
目前数码冲印系统可以为您提供小至1寸,大至16寸的10种不同规格的冲印服务,不同规格的冲印尺寸对数码照片有不同的要求。
要得到好的照片,数码相机的有效像素最好在300万以上,同时,拍摄的数码照片分辨率也有一定要求。一般情况下,在数码冲印时有一个简单的计算方法,可以计算多大分辨率的数码照片合适冲印多大的照片,分辨率为1600×1200的数码照片,通过1600÷250 = 64四舍五入后为6的计算方法,计算出合适的冲印照片尺寸是6寸,那么您可以将6乘以250,就可以得出选择1600×1200的分辨率是比较合适的。
要注意,不同数码相机的选择方法是不同的,大部分数码相机提供了比较详细的分辨率选项,但有的则只提供Large、Medium、Low三级选择,此时您需要参照数码相机的说明书等资料了解对应的分辨率大小。
使用经验
白平衡的使用
在数码摄影中,要达到准确的色彩还原,解决相机不能正确识别各种不同性质的光源颜色的问题,必须正确设置白平衡。
各厂家的数码相机既有自动进行白平衡的,也有手动进行的。自动白平衡虽然方便,但准确度有限,所以,现在的数码相机除了自动白平衡之外,还有日光、阴天、白炽灯、日光灯等多种预定义的白平衡。但即使如此,现实生活中光线条件是多种多样的,不同的数码相机,预定义的白平衡和自动白平衡的修正能力也是有限的。另外,在使用自动白平衡时还容易由于前一个景物的颜色特别偏向某一种颜色,引起之后的照片都偏向某一种色的问题。
因此,在选购时,您最好选择具有手动白平衡功能的数码相机,给自己留下更多的调整空间。仔细观察,反复揣摩,熟练地使用白平衡功能将会拍摄出更优美的照片,给您带来意想不到的乐趣。
不要太过于局限于专家或者传统的使用方法,例如佳能G2数码相机的用户大多按WB按钮切换到白平衡设置,选择最后一项的手动设置然后将镜头对着大面积的纯白色对象按下“”按钮来设置白平衡。但事实上,我们可以按实际的需要进行设置,例如反向利用白平衡功能,这样不仅能够把晚霞拍摄得更红,而且还可以拍摄出像专业照片那样的摄影效果。
使用经验
测光方式的选择
几乎目前所有的数码相机都采用TTL测光方式经过镜头来测光。透过镜头测光的好处是能够直接反射所见景物光线的大小,也就是光线经于镜头投射在感光元件上,感光元件再将光信号传送给数码相机的处理芯片作分析。另外,部分半专业或者专业数码相机还提供多种测光方式供用户选择,在选择测光方式时,您首先要弄明白这些测光方式的特点。
目前,数码相机的测光方式有许多种,但实际上,可以将它们划分为平均测光、中央重点测光和点测光几种。
平均测光就是把画面的所有光线强度的平均值作为测光数值,其特点是不考虑画面主体,对于光照比较平均的画面,测光比较准确,适合于光照均匀,没有强烈反差对比的场合。平均测光有多种数据采集和计算方法,例如佳能的“分区评价测光”方式,将画面分割成35部分作评价测光,实际上这也是平均测光的一种,但是能令计算结果更趋合理。
中央重点测光是将画面中心及附近的画面按不同的加权系数进行计算得出的值作为测光数值,以中心的权数为最大,越接近画面边缘,权数越小。这是一种中庸的测光方式,既照顾到取景范围内整体的亮度,又考虑到摄影时的主体一般位于中央区域,适合主体比较突出又需要兼顾背景的场合。
点测光是比较专业的测光方式,取画面中心占1%的面积作为测光区域。这是一种比较极端的测光方式,适合于光线复杂或光比强烈需要突出主体的场合,营造特殊艺术效果。
使用经验
感光度的设定
ISO(International Standards Organization)是制定工业标准的国际标准组织的简称。胶片相机工业标准中,ISO标准衡量胶片对光线敏感程度,数值越低,胶片的曝光感应速度越慢。
数码相机中同样也采用ISO标准来衡量感光部件对光线的敏感程度,数值越大,感光部件越敏感。在传统相机中,您可以按需要的拍摄效果使用不同ISO标准的胶片来利用其不同的曝光感应速度。在数码相机中,您也可以通过调整ISO数值来设定改变感光部件的敏感程度。
在数码相机上提高ISO数值也就是提高感光度,由于感光度的提高,数码相机的快门速度会比较快,拍摄起来也比较容易。但是需要注意,因此也会产生一些不良的影响,例如,因为感光部件感光不足而使光信号转换为电信号后的电流强度减弱,照片的阴暗部分或者单色区域噪声色斑现象会比较明显。如果您希望获得画面干净利索的照片,那么您或者可以考虑采用低ISO数值来拍摄。不过,不同的相机感光度的设定还需要您自己实际去体验,建议您在还没有了解相机的特性时,在拍摄时一级一级地升高感光度来进行测试。
使用经验
快门的控制技巧
在摄影技术中,拍摄影像的最原始的质量来源于对曝光的控制。数码相机与传统相机一样,通过光圈和快门控制允许光线照射到感光元件或胶片上的量。其中,快门决定了拍摄影像的时间,其打开的时间就是根据设定的快门速度决定的。
通常,相机的快门速度范围有4秒、2秒、1秒等多种。控制快门的技巧首先是要注意安全快门的时间,如果在快门打开期间,相机因不稳而产生晃动,则拍摄所得的影像就会变得模糊不清。这就是为什么在拍摄时要保持机身的稳定,也正是为什么快门速度过慢更容易使影像模糊的原因。因此,一般情况下,选择的快门速度要比安全快门速度快,安全快门=1/镜头的焦距。例如,镜头的焦距是50mm,安全快门就是1/50秒,即要选1/60秒以上的快门速度才可避免因拍摄时手部震动而造成影像模糊的问题。
另外,在控制快门时,还需要特别注意快门的时滞问题。所谓快门时滞也就是按下快门和感光元件或胶片成像之间的时间,由于数码相机的快门时滞比传统相机长,只有顶级专业单镜头反光数码相机的快门时滞与传统相机相当,而绝大多数数码相机的时滞都是普通传统相机的2-3倍。如果使用液晶屏取景的话,时滞更加严重,时滞的时间虽然很短,但对于一个运动的物体来说,这便是很长的时间了,对于抓拍摄影,必然会错过最佳时机。而且不同相机的时滞都不同,您需要了解自己的相机,同时做大量的快速反应拍摄练习来避免时滞对您的影响。
使用经验
控制曝光量
不论是传统相机还是数码相机,拍摄时控制曝光量都是影响照片效果的关键。要控制好曝光量,首先要记住快门速度、光圈和ISO感光度三者之间的关系,即快门速度提高一倍,镜头的通光量就会减少一半;光圈每增加一档,和快门速度提高一倍时一样,通光量也会减少一半;ISO感光度增加一倍,通光量即使减半也能够用同样曝光量曝光。
如今大多数数码相机都配备了“曝光补偿”功能,将曝光补偿设置成+1档,就意味着快门速度减慢一半,或者光圈增大一倍。实际上,使用数码相机提供的预设模式时,相机会从光圈和快门速度两方面进行调节,以使通光量翻倍。
一般情况下,可以由相机来测定整个画面的光线亮度,并确定最佳曝光量。但相机的智能是有限的,例如在拍摄雪景等以白色为主的对象时,数码相机本身就会错误地认为光量充足,并自动减小曝光量,这样拍摄到的画面就较暗。而拍摄大面积黑色对象时,相机同样会认为光线不足。
要控制好曝光量,您需要具有曝光补偿的知识,这样才能拍摄到亮度和预想亮度一样的照片。在什么样的情况下,什么程度的补偿最合适,最终还是要由您本人的眼睛来掌握。这里无法给您一个准确的标准,但原则是,对于白色和高亮度区域多的对象应增加曝光补偿,黑色和昏暗的、区域广的对象,应减小曝光补偿。
使用经验
红外线拍摄效果
除了一般的闪光灯外,其他光线也可以应用在摄影技术上,例如,红外线和紫外线等。红外线摄影技术不管是在业余或者是专业领域,都有相当多的讨论和应用。想体验一下,您可以在拍摄时应用大功率的红外线灯照射主体,也可以在其他电子发光装置上装一个红外滤光片,这样,红外线会直接打在主体上再反射回镜头成像,这样就可以实现红外线拍摄效果。但传统摄影必须依赖红外线专用底片,而且底片保存、冲洗与运送都是一件麻烦事,所以一般用户都比较缺乏这方面的经验。但数码相机由于硅材质的感光元件对红外线的波长敏感,拍摄红外线照片会比传统相机简单。
另外,如果您的数码相机配备红外线辅助功能,例如SONY的F717,那么应用红外线摄影时,不仅能在微光的环境下继续操作拍摄生态写真,而且将之应用在风景摄影上也可创造出与众不同的特别效果,并且还可以有透视功能,但红外线的透视能力并不是100%。
使用经验
合理使用闪光灯
闪光灯是非常便捷且适合当作补充光源的一种工具。但一般来说,强调自动化的数码相机并没有太强的闪光灯,充其量是把闪灯功能加以程序化,提供“自动”、“强制”、“防红眼”、“慢速”等设定。
“自动”模式下,相机会自动判断拍摄场景的光线是否充足。如果不足,就会自动在拍摄时打开闪光灯进行闪光,以弥补光线;“防红眼”模式先让闪光灯快速闪烁一次或数次,使人的瞳孔适应之后,再进行主要的闪光与拍摄,避免照片中人眼睛发红的问题;“强制”模式即不管在明亮或弱光的环境中,都开启闪光灯进行闪光,通常用在拍摄背对光源的人物;“慢速”模式会延迟数码相机的快门释放速度,以闪光灯照明前景,配合慢速快门,如1/5秒,为弱光背景曝光,能够拍摄出前后景均得到和谐曝光的照片。
由于数码相机的智能程度有限,在不同设定下,闪光灯产生的效果很难确定,因此,要获得更好的拍摄效果,需要选购带手动功能的外接闪光灯的数码相机,通过人脑决定闪光灯的强度、大小、次数与频率,可以大大地增加摄影适用范围。一般,手动控制闪光灯需要进行大量的实践,因为使用的是数码相机,所以您可以多试拍几张以确定闪光灯的能量。需要注意的是,部分外接闪光灯使用低功率以减少光的输出时,色温会稍高。
使用经验
理解电脑屏幕的差异
使用数码相机的用户大多都会使用电脑对照片进行处理,或者是在电脑上存储、浏览照片。但同时,由于在电脑屏幕上浏览照片的效果与实际输出的照片效果不相同而引起的烦恼也困扰着大部分用户。
实际上,由于设备的不同,产生这种差异是非常正常的,您是否感觉到电脑上所呈现的影像比打印机输出的照片漂亮呢?显示器的分辨率只有72dpi,但显示出的影像却比720dpi甚至1440dpi的打印机结果还要好,其原因就在于,电脑屏幕上输出的色彩采用模拟方式,当影像能以连续色调显示时,就算分辨率不怎么高,影像仍很逼真。但用喷墨或是激光打印机输出时,影像是以墨点来构成的。打印机仅能控制有无墨点,却无法控制其深浅变化。而且印刷采用的分辨率与电子影像的分辨率不同,以目前的技术要让打印机以同样精确的墨滴进行打印是相当困难的。
另外,还有许多类似的问题,例如,照片在数码相机上效果正常,但在电脑屏幕上看时却有点曝光不正常,这是由于数码相机的液晶显示和阴极射线式显示器的差异造成的,和打印机的问题一样是相当正常的。
那么应该如何解决这些问题呢?要解决打印机的问题,首先需要您调整电脑屏幕的颜色,使之显示的颜色能够与打印机的一致,同时学会计算打印输出不同质量的图像时需要的精度(可参考上面介绍的“拍摄时分辨率的选择”)。而数码相机液晶显示的问题比较简单,您只需要使用Photoshop打开图像,使用“图像”菜单“调整”中的“色阶”查看一下,如果色阶平均,则说明照片曝光正常,应该调节显示器亮度,如果色阶右边有空白的区域,则说明照片曝光不足,有了依据您就可以做出调整。
使用经验
保护Exif摄影信息
大部分数码相机都支持在照片上存储Exif摄影信息,这些摄影信息可以帮助我们方便地保存拍摄数据,在欣赏数码照片时,既可以回味拍摄时的感觉,还可以让我们总结拍摄经验,提高摄影水平。通过研读数码照片的摄影信息,比较同一主题的照片所采用的各种不同快门、光圈等相机设置和处理,我们可以更好地掌握拍摄此类照片时最佳的相机设置,从而提高自己的摄影水平。
Exif信息非常有用,但也很容易被破坏。如果您使用Windows XP的图像文件查看功能浏览您的数码照片,照片上的摄影信息将会被破坏。摄影信息就会被破坏,而且这些摄影信息一旦被破坏就无法恢复了。
另外,大部分电脑用户都喜欢使用通用的图像浏览软件(如ACDSee)来浏览数码照片,但是,您需要特别注意的是,如果您使用ACDSee旋转照片或者改变数码照片的分辨率,数码照片的摄影信息也会被更改,因此,在选择和使用管理数码照片的软件时,您需要特别小心。如果您的数码相机厂商随机附赠处理和浏览数码照片的软件,您应该首先选择它们,例如佳能数码相机的ZoomBrowser EX、PhotoStitch等随机附送软件。
维护保养
数码相机固件升级
我们需要不时地对电脑主板BIOS进行升级来获得更稳定的性能,数码相机也一样,通过固件(Firmware)的升级,可以提高系统的性能并改善其功能。数码相机的固件和电脑主板BIOS一样,是烧录在芯片上的。目前,大部分数码相机的固件采用了可擦写芯片,我们只需要利用一个简单的工具软件以及相应的数据,就可以对数码相机的固件进行升级。
以佳能的PowerShot G2为例,您可以首先从佳能公司的网站上查看和下载升级用的固件软件包。解压缩后您就会获得一个“fir”文件,这个文件就是G2的最新固件程序。接下来把这个文件拷贝到您的G2相机的存储卡中。您可以先通过读卡器拷贝文件到存储卡上,然后再将卡插到相机上。也可以用USB数据线把电脑和相机连接起来,将相机的模式转盘选择到播放档,再运行固件升级软件包中的UPLOADFIRMWAREEXE就可以把文件传输到存储卡中。
拷贝文件后,不需要连接电脑,将相机模式转盘保持在播放档,同时确保数码相机有充足的电力支持,可以考虑接上外接电源来保证足够的电能。打开可以在相机上调出播放档的菜单,选择菜单里多出来的“Firm Updated”选项,按下确认键,固件升级就开始执行了。约几十秒后,相机升级完毕,之后会伴随一声清脆的启动声音,液晶显示屏上会出现一个升级成功的提示“Updated already”,重新启动相机,整个固件升级工作就完成了。
维护保养
镜头的清洁技巧
相机镜头是非常精密的部件,其表面做了防反射的涂层处理,一定要注意不能直接用手去摸,因为这样就会粘上油渍及指纹,这对涂层非常有害,而且对数码相机拍摄出来的照片质量影响也很要大。
相机使用后,镜头多多少少也会沾上灰尘,最好的方法是用吹气球吹掉,或者是用软毛刷轻轻刷掉。如果吹不去也刷不掉,那就要使用专用的镜头布或者镜头纸轻轻擦拭,但要记住一个原则,那就是不到万不得已不要擦拭镜头。千万不要用纸巾等看似柔软的纸张来清洁镜头,这些纸张都包含有比较容易刮伤涂层的木质纸浆,一不小心会严重损害相机镜头上的易损涂层。在擦拭之前,要确保表面无可见的灰尘颗粒,以避免灰尘颗粒磨花镜头。擦拭时轻轻地沿着同一个方向擦拭,不要来回反复擦,以避免磨伤镜片。如果这样还是不行,市面上也有相机专用清洗液,但要注意,使用清洗液时,应该将清洗液沾在镜头纸上擦拭镜头,而不能够将清洗液直接滴在镜头上。
另外,绝对不能随便使用其他化学物质擦拭镜头,而且只有在非常必要时才使用清洗液,平时注意盖上镜头盖和使用相机包,以减少清洗的次数,清洗液多少还是会对镜头有害而且有可能带来一些潮湿问题。
维护保养
液晶屏的保护
彩色液晶显示屏是数码相机重要的特色部件,不但价格很贵,而且容易受到损伤,因此在使用过程中需要特别注意保护。首先要注意避免彩色液晶显示屏被硬物刮伤,彩色液晶显示屏的表面有的有保护膜,有的没有,没有保护膜的彩色液晶显示屏非常脆弱,任何刮伤,都会留下痕迹,您可以考虑使用掌上电脑屏幕使用的保护贴纸,这对保护彩色液晶显示屏有一定的作用。
另外,要注意不要让彩色液晶显示屏表面受重物挤压,同时还要特别注意避免高温对彩色液晶显示屏的伤害,随着温度的升高,彩色液晶显示屏会变黑,达到一定的温度后,即使温度降到正常的状态,彩色液晶显示屏也无法恢复。而有些彩色液晶显示屏显示的亮度会随着温度的下降而降低,温度相当低时,液晶显示屏显示的亮度将会很低,一旦温度回升,亮度又将自动恢复正常,这属于正常现象。
此外,彩色液晶显示屏的背后有一个无法从表面看到的灯,如果彩色液晶显示屏显示的影像变暗,或显示的影像上有斑斑点点,或根本就不能显示影像,多半是灯泡老化所致,遇到这种情况,一般只要更换相应的灯泡即可。如果彩色液晶显示屏表面脏了,清洁的方法可以参考清洁镜头的方法,清洁完后,应该用干燥的棉布擦干。
维护保养
存储卡的维护和保养
对于数码摄影而言,存储卡在摄影过程中扮演着相当重要的角色。但是,由于存储卡的使用比较简单,经常会由于用户漫不经心地使用、处理而导致存储卡损坏。
保护存储卡的首要原则是,永远只在数码相机已经关闭的情况下安装和取出存储卡。使用者常犯的错误是,急着要将储存卡从相机中取出,虽然电源已经关闭,但有些相机的储存速度较慢,或是图档较大要花较长的时间,相机也许看起来已经处于停止状态,但事实上,储存动作仍在继续,这时存到一半的档案毁了不说,还可能造成储存卡的永久毁损。因此,建议您关闭相机后等一会儿或注意相机的亮灯完全熄灭后再取出储存卡。
其次,平时不要随意格式化存储卡,在使用相机格式化存储卡时,注意相机是否有足够的电量;在使用电脑格式化存储卡时,注意选择准确的格式。如果您使用Windows XP之类的操作系统,需要注意,系统格式化时,默认的FAT32格式是不正确的,一般数码相机都采用FAT格式。
同时,还需要注意避免在高温、高湿度下使用和存放存储卡,不要将存储卡置于高温和直射阳光下。避免重压、弯曲、掉落、撞击等物理伤害,远离静电、磁场、液体和腐蚀性的物质。在拆卸存储卡时,避免触及存储卡的存储介质。如果长期使用后,存储卡插槽的接触点脏了,导致存储、读取信息的故障,这时您可以使用压缩空气去吹,而千万不要用小的棍棒伸进去擦,否则可能引起更大的问题。
维护保养
电池的使用和保养
数码相机和传统相机不同,数码相机对电力的需求特别大。因此,锂电池和镍氢电池这些可重复使用且电量也较大的电池越来越受到数码相机用户的欢迎。但不论是锂电池还是镍氢电池,各种电池的使用、保存、携带都有很多要注意的地方。
镍氢电池有记忆效应,这种效应会降低电池的总容量和使用时间。随着时间的推移,存储电荷会越来越少,电池也就会消耗得越来越快。因此,应该尽量将电力全部用完再充电。
矿物化学成分的分析方法有常规化学分析,电子探针分析,原子吸收光谱、激光光谱、X射线荧光光谱,等离子光谱和极谱分析,中子活化分析及等离子质谱分析等。
在选择成分分析方法时,应注意检测下限和精密度。
检测下限(又称相对灵敏度)指分析方法在某一确定条件下能够可靠地检测出样品中元素的最低含量。显然,检测下限与不同的分析方法或同一分析方法使用不同的分析程序有关。
精密度(又称再现性或重现性)指某一样品在相同条件下多次观测,各数据彼此接近的程度。通常用两次分析值(C1和C2)的相对误差来衡量分析数值的精密度。即
相对误差RE= ×100%
常量元素(含量大于或等于01%)分析中,根据要求达到分析相对误差的大小,对分析数据的精密度作如下划分:
定量分析:RE<±5%近似定量分析:RE<±(5~20)%
半定量分析:RE=(20~50)%
定性分析:RE>±100%
定量分析要求主要是对常量组分测定而言的,微量组分测定要达到小于±5%的相对误差则比较困难。
1化学分析法
化学分析方法是以化学反应定律为基础,对样品的化学组成进行定性和定量的系统分析。由于化学分析通常是在溶液中进行化学反应的分析方法,故又称“湿法分析”。它包括重量法、容量法和比色法。前两者是经典的分析方法,检测下限较高,只适用于常量组分的测定;比色法由于应用了分离、富集技术及高灵敏显色剂,可用于部分微量元素的测定。
化学分析法的特点是精度高,但周期长,样品用量较大,不适宜大量样品快速分析。
2电子探针分析法
电子探针X射线显微分析仪,简称电子探针(EMPA)。它是通过聚焦得很细的高能量电子束(1μm左右)轰击样品表面,用X射线分光谱仪测量其产生的特征X射线的波长与强度,或用半导体探测器的能量色散方法,对样品上被测的微小区域所含的元素进行定性和定量分析。样品无论是颗粒,还是薄片、光片,都可以进行非破坏性的分析。
电子探针的主体由电子光学系统、光学显微镜、X射线分光谱仪和图像显示系统4大部分组成。此外,还配有真空系统、自动记录系统及样品台等(图24-3)。其中测定样品成分的可分为X射线波谱仪和X射线能谱仪,过去电子探针只采用前者,因为它分辨率高,精度高,但速度慢。现代新型电子探针一般两者皆用。能谱分析方法可做多元素的快速定性和定量分析,但精度较前者差。
图24-3 电子探针结构示意图
电子探针可测量元素的范围为4Be—92U。灵敏度按统计观点估计达十万分之三,实际上,其相对灵敏度接近万分之一至万分之五。一般分析区内某元素的含量达10-14就可感知。测定直径一般最小为1μm,最大为500μm。它不仅能定点作定性或定量分析,还可以作线扫描和面扫描来研究元素的含量和存在形式。线扫描是电子束沿直线方向扫描,测定几种元素在该直线方向上相对浓度的变化(称浓度分布曲线)。面扫描是电子束在样品表面扫描,即可在荧屏上直接观察并拍摄到该元素的种类、分布和含量(照片中白色亮点的稠密程度表示元素的浓度)。目前,电子探针已卓有成效地应用于矿物的成分分析、鉴定和研究等各个方面。
值得注意的是,电子探针一个点的分析值只能代表该微区的成分,并不是整个矿物颗粒的成分,更不能用来代表某工作区该矿物的总体成分。因为在矿物中元素的分布是不均一的,不能“以点代面”。对微米级不均匀的矿物,只有采用适当的多点测量,以重现率高的点为依据讨论矿物成分的特征和变化,才能得到较可靠的认识。此外,电子探针对查明混入元素在矿物中存在形式的能力是有限的。它能分析已构成足够大小的矿物相的机械混入物,而对以类质同象混入物形式存在的元素,电子探针是无能为力的。要解决这个问题,必须用综合的手段。应当指出,根据在电子探针面扫描图像上,将分布均匀的混入元素视为类质同象混入物的依据是不够充分的,因为混入元素的均匀分布,并不都是因为呈类质同象形式所引起,还可以由固溶体分解而高度离散所致。而现代电子探针的分辨率(约70μm),还不能区分它们,需要用高分辨的透射电镜(分辨率达05~1nm,相当于2~3个单位晶胞)、红外光谱分析、X射线结构分析等方法相互配合,才能解决混入元素在矿物中存在的形式问题。
电子探针分析法对发现和鉴定新矿物种属起了重要的作用。这是由于电子探针在微区测试方面具有特效,因而对于难以分选的细小矿物进行鉴定和分析提供了有利条件。如对一些细微的铂族元素矿物、细小硫化物、硒化物、碲化物的鉴定都很有成效。
电子探针也有它的局限性。例如,它不能直接测定水(H2O,OH)的含量;对Fe只能测定总含量,不能分别测出Fe2+和Fe3+含量等。
电子探针分析的样品必须是导电体。若试样为不导电物质,则需将样品置于真空喷涂装置上涂上一薄层导电物质(碳膜或金膜),但这样往往会产生难于避免的分析误差,同时也影响正确寻找预定的分析位置。样品表面必需尽量平坦和光滑,未经磨光的样品最多只能取得定性分析资料,因为样品表面不平,会导致电子激发样品产生的X射线被样品凸起部分所阻挡,所得X射线强度会减低,影响分析的精度。
3光谱类分析法
光谱类分析法是应用各种光谱仪检测样品中元素含量的方法。此类分析方法很多,目前我国以使用发射光谱分析(ES)、原子吸收光谱分析(AA)、X射线荧光光谱分析(XRF)和电感耦合等离子发射光谱(ICP)、原子荧光光谱(AF)、极谱(POL)等较为普遍。它们的特点是灵敏、快速、检测下限低、样品用量少。适于检测样品中的微量元素,对含量大于3%者精度不够高。
光谱分析的基本原理概括起来是:利用某种试剂或能量(热、电、粒子能等)对样品施加作用使之发生反应,如产生颜色、发光、产生电位或电流或发射粒子等,再用光电池、敏感膜、闪烁计数器等敏感元件接收这些反应讯号,经电路放大、运算,显示成肉眼可见的讯号。感光板、表头、数字显示器、荧光屏或打印机等都是显示输出装置。光谱分析的流程见图24-4。
图24-4 光谱分析流程图
4X射线光电子能谱分析法
X射线光电子能谱仪由激发源、能量分析器和电子检测器(探测器)三部分组成。其工作原理是:当具有一定能量hv的入射光子与样品中的原子相互作用时,单个光子把全部能量交给原子中某壳层上一个受束缚的电子,这个电子因此获得能量hv。如果hv大于该电子的结合能Eb,该电子就将脱离原来的能级。若还有多余能量可以使电子克服功函数ϕ,电子将从原子中发射出去,成为自由电子。由入射光子与原子作用产生光电子的过程称光电效应。只有固体表面产生的光电子能逸出并被探测到。所以光电子能谱所获得的是固体表面的信息(05~5nm)。
光电过程存在如下的能量关系:
hv=Eb+Ek+Er
式中:Er为原子的反冲能;Eb为电子结合能;Ek为发射光电子的动能。Er与X射线源及受激原子的原子序数有关(随原子序数的增大而减小),一般都很小,从而可以忽略不计。Ek可实际测得,hv为X射线的能量,是已知的。因此从上式可算出电子在原子中各能级的结合能(结合能是指一束缚电子从所在能级转移到不受原子核吸引并处于最低能态时所需克服的能量)。光电子能谱就是通过对结合能的计算并研究其变化规律来了解被测样品的元素成分的。
X射线光电子能谱仪可用于测定固、液、气体样品除H以外的全部元素,样品用量少(10-8g),灵敏度高达10-18g,相对精度为1%,特别适于做痕量元素的分析,而且一次实验可以完成全部或大部分元素的测定,还可选择不同的X射线源,求得不同电子轨道上的电子结合能,研究化合物的化学键和电荷分布等,还可测定同一种元素的不同种价态的含量。
5电感耦合等离子质谱分析法
电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,简称ICP-MS)技术是1980年代发展起来的、将等离子体的高温(8000K)电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描优点相结合而形成的一种新型的元素和同位素分析技术。
ICP-MS的工作原理及其分析特性:在 ICP-MS 中,等离子体作为质谱的高温离子源(7000K),样品在通道中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样品锥接口和离子传输系统进入高真空的四极快速扫描质谱仪,通过高速顺序扫描分离测定所有离子,扫描元素质量数范围从6到260,并通过高速双通道分离后的离子进行检测,直接测定的浓度范围从10-12到10-6。因此,与传统无机分析技术相比,ICP-MS技术提供了最低的检出限、最宽的可测浓度范围,具有干扰最少、分析精密度高、分析速度快、可进行多元素同时测定以及可提供精确的同位素信息等分析特性。
ICP-MS的谱线简单,检测模式灵活多样,主要应用有:①通过谱线的质荷之比进行定性分析;②通过谱线全扫描测定所有元素的大致浓度范围,即半定量分析,不需要标准溶液,多数元素测定误差小于20%;③用标准溶液校正而进行定量分析,这是在日常分析工作中应用最为广泛的功能;④利用ICP-MS测定同位素比值。
在矿物研究方面的应用有:矿物稀土、稀散以及痕量、超痕量元素分析;铂族元素分析;溴、碘等非金属元素的分析;同位素比值分析;激光剥蚀固体微区分析等。
6穆斯堡尔谱
穆斯堡尔谱为一种核γ射线共振吸收谱。产生这种效应的约有40多种元素、70多种同位素。目前得到广泛应用的是57Fe和119Sn。
图24-5 某透闪石石棉的穆斯堡尔图谱
由于地壳中铁的分布相当广泛,很多矿物都含铁,因此铁的穆斯堡尔谱已成为矿物学研究中一个重要课题。应用这种方法可以测定晶体结构中铁的氧化态、配位以及在不同位置上的分布等。图24-5 为某一透闪石石棉的穆斯堡尔谱,图中显示了 Fe2+离子在两种八面体配位位置M1和M2中的分配情况,AA′双峰表示M1位的Fe2+,CC′双峰表示M2位的Fe2+。
穆斯堡尔谱技术可鉴定铁、锡矿物种类;确定矿物中铁、锡的氧化态(如 Fe3+,Fe2+含量及比值)、电子组态(如低自旋、高自旋)、配位状态及化学键;确定铁、锡离子的有序度、类质同象置换及含铁、锡矿物的同质多象变体;进而探讨不同温压下矿物的相转变过程。
穆斯堡尔技术目前还不太成熟,通常要求低温工作条件,可测的元素种类不多,谱线解释理论也不够完善,但却是矿物学研究中一个很有远景的新技术。
这句艺术成分很高的意思是这句话中的反映自然和社会现象形式的物质或因素很高。艺术是用具体、生动、感人的形象,反映自然和社会现象的一种社会意识形式。成分是指构成事物的各种不同的物质或因素。很高是指一个高度比较高的程度。
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