本论文总体上分为三部分：液体表面特性光学智能化检测技术、弯曲液面动力学方程的建立及实验中光学现象的分析。三部分中液体表面特性光学智能化检测技术是此次工作的主要任务，它建立了一种对液体特性进行光学无损、实时、智能化检测的新方法，具有很高的精度和可操作性。通过对弯曲液面的研究，我们建立起了液体表面张力与弯曲液面间的微分方程，为进一步研究打下了基础。同时在实验中，发现了一些新的现象，在此本文也作了理论上的分析与解释。 本论文研究的主要内容和结论如下： 1．当强度均匀分布的入射光照射到局域弯曲的液体表面时(此弯曲液面是通过固体棒与液体间的浸润效应形成的)，其反射光场分布出现不均匀的现象，即对上弯曲液面，均匀分布的亮场中心出现了一个近似椭圆形的暗场，而对下弯曲液面，均匀分布的亮场中心出现了一个强度不均匀分布的星形。通过分析研究发现，当采用不同的固体棒或液体时，暗场分布的大小和形状不同，而且发现暗场分布的大小与液体的表面张力有关，即对同一固体棒，表面张力大的液体形成的暗场面积大，表面张力小的形成的暗场面积小。 2．以上述理论为基础，结合最新的图像捕获及数字化处理设备：CCD视频捕获器、计算机，我们对上述现象进行了应用性开发，建立了一整套测量软件：图像扫描软件(pic．c)，曲线拟合软件(hpirl.c)及表面张力计算软件(xj．c)。 同时也形成了相应的硬件雏形，实现了最初的设计构想：即，从信号捕获到最终测量数据的显示都由计算机依照相应程序及时、准确地完成，做到了无损、实时、准确、高效、智能化测量液体表面参数。 3．利用表面物理及流体力学的相关知识，对弯曲液面谨行研究，建立了弯曲液面的动力学方程 777八 、卞U X 二I 卜I 人。in ＼＼M／yj y－7 ＼－”＼一＼HjVjl 式中Z（Y）为弯曲液面的曲线方程，p为液体密度，g为重力加速度，T为液体表面张力。 4．在本研究过程中，弯曲液面的以下两实验现象被首次发现： 现象厂卜 当局域上弯曲表面处于透镜的一倍焦距之内，该光场经透镜后出现近似椭圆形分布，且沿光线传播方向，此图样不断变小，最后形成一亮斑，此后图样发生破裂，形成星形状图样（此图样恰为上弯曲液面的透射光场分布），此后该图样沿光线传播方向只是大小不断变化。 现象＊卜 当局域上弯曲表面处于透镜的一倍焦距之外两倍焦距之内，该光场经透镜后出现星形状图样，沿光传播方向，此分布不断变化，当达到某个临界位置，此图样发生破裂，出现了近似椭圆的分布（此恰为下弯液面的透射光场），此后此图样只是变大，不存在形状变化。 同样对下弯曲液面也有类似现象存在。 通过分析可知：光路中透镜可以实现反射光场和透射光场分布变换，同时也可实现上弯曲液面与下弯曲液面光场的变换。