全息照相是利用波的干涉记录波的振幅和相位的照相。这与普通照相不同，是利用光的干涉原理，把一束相干光（通常用激光）分解成两束：一束照射到被摄物体上，从物体反射的光照射到感光片上；另一束则从不同的方向直接照射到感光片上，这束光称为参考光。用感光片记录下参考光和物体反射光互相干涉形成的干涉条纹，即记录了反射光波的全部信息（振幅和相位）。这种照相称为“全息图”，全息图没有被摄物体的形象，用显微镜可以看出其上布满了干涉条纹。这种干涉条纹十分细密，所以须用高分辨本领的感光材料作全息照相的记录介质。如用与原来参考光相同的光束照射全息图，则光束通过全息图上的干涉条纹（相当于衍射光栅）发生衍射，若对着原来的物体光波传播的方向上观察，可见物体的虚像，好像物体仍在原处。衍射后还有一会聚的光波，可在屏上形成物体的实像，称为“共轭像”。这种重新构成原光波的效应称为“波前重建”。全息照相再现的图像具有三维立体感。这是因为在波前重建过程中再现了具有原来的三维空间特性的物光波。
空中悬人
看电视中“空中悬人”节目时，我们无不感到万分惊奇和疑惑不解：女演员怎么能无依无靠地悬在半空中，难道真的有什么“魔法”吗？实际上，女演员是躺在一块很窄的透明的板上，由于灯光昏暗，背景颜色又深，透明板与背景色浑为一体，观众就无法辨认了。这块板用很细的钢丝吊住，再通过滑轮连到后台的操纵机构上，就可以牵引女演员上下浮动了。当然，钢丝的颜色也设计得跟舞台背景一样，加上昏暗的灯光使钢丝不会反光，观众就认为女演员的四周是一无所有了。
出水芙蓉
彩色影片《追鱼》中有这样一个镜头：鲤鱼精化成牡丹小姐，从碧波潭池深处悠然升出水面。谁都知道，拍摄这样的镜头不可能让演员真的下到水池底部再慢慢升起，先不说演员会不会溺死，就是仙女的衣服也必须全湿透了。
拍摄的奥妙全在于一块半透射半反射镜。这是用真空镀膜的方法在平板玻璃上镀一层极薄的金属铬而做成的一种反射镜，由于镀上的薄膜极薄，因此，它除了能反射外还允许光线透射。将这块玻璃与摄影机镜头的光轴成45°角安置在前面。这样，它既能让镜头前面的景物透射到摄影机中，又可以让镜头右侧的鲤鱼精的动态反射到摄影机中去，从而合成一个画面。拍摄时，镜间前方是一个布景，它的下面是一个水池，水池底下装有能冒水泡的空气压缩泵。镜头右侧挖一个深坑，里面装有简易升降机，演员就站在升降机的底板上，背景是黑色的布，开拍时，演员徐徐上升，压缩泵不断打出水泡，两个场景通过反射和透射被摄入镜头并在底片上合成。
光控小狗
某次展览会上，展出过一个有趣的玩具，那是一只木制的小狗。假如谁用手电筒朝着它的两眼照去的话，这只小狗就会发出“汪”、“汪”的叫声，并摇着尾巴向你慢慢地走过来；要是你转向左面，它也跟着向左转弯，直到你关了电筒，它才安静地停止下来。
这是怎么一回事呢？
话得从头说起。那是19世纪80年代的事了，科学家们在实验中发现，当光照在某些金属板上时，金属板就会呈现带电的现象。后来经过了一系列研究，人们才知道任何物质都是由原子组成的，而原子又包含着原子核和核外电子两大部分。某些金属的核外电子特别活跃，很容易在外界的作用（如热和光）下，脱离原子核的束缚，跳出金属板的表面，使金属呈带电现象。如果用光照射一块金属板，同时用另外一块带正电的金属板，来吸收这些跳出来的电子，并且用导线把它们联接起来，那么电子就会源源不绝地循环起来，这样就形成了由光而发生的电流。
小狗的两只眼睛正是根据这个原理制成的“光电管”，两只前脚上各有一个电动机，当两只眼睛中的光电管同时受到激发的时候，左脚和右脚的电动机同时转动，小狗就向你直奔而来，如果只有左面的眼睛受光，那么就只有右脚的电动机被开动起来，小狗就向左转弯了。
这种由光产生电流的光电装置已被广泛地应用到日常生活和工业生产上来了。现代化的车站往往会在旅客走到门前的时候，不必旅客放下手里的行李，门就自动打开了，这就是因旅客走到门口，截断了一条不受人注意的光束，而带动了电门启闭开关的缘故。在工厂里，为了保障操作的安全，万一工人偶而疏忽把手伸进机床危险区域的时候，机床就会自动停住，也就是这个道理。
光电装置还可以用来代替人担任警卫，譬如勘探队员和野外工作人员，只要在帐蓬四周布下可见或不可见的光线，并把它们与报警讯号联系起来，就会在野兽闯入营地的时候，因为截断光线而发出警铃声。光电装置也常常用来担负仓库中自动灭火的任务，哪怕只是十分微小的一粒火星，灵敏的光电装置就会在不到十分之一秒的时间内，启动自动救火设备，扑熄火灾，不使人民的财产受到损失。
用冰取火
乍一想，水火不相容，冰遇火会熔化，用冰取火简直是天方夜谭。但如果你懂得一些光学道理就知道，将冰制作成的冰透镜，完全可以用来取火。
儒勒·凡尔纳在他的科幻小说《荒凉的冰原》里，就曾对制作冰透镜的想法作过出色描绘。一场叛乱把去北极探险的船长和他的追随者们丢弃在茫茫无边的冰原上，身旁仅有一条破损的船。他们从船上取来一些木柴和食品，并用仅剩的隧石和打火镰在冰原上生起了火。就在他们追杀一头北极熊的时候，火熄灭了，燧石和打火镰也不见了。在冰原上，没有火，就意味着被冻死、饿死。
怎么办？船长绝望地望着天空。阳光是那么的明媚，要是有一块放大镜就好了。用放大镜可以将光线聚焦，用来取火。可是，这里除了冰还是冰，哪儿去找放大镜。对了，就用冰，用冰来制作冰透镜。
他们挑选了一块直径约30厘米的洁净的冰块。先用小斧劈成形，再用小刀削光，然后用手小心翼翼地把它的表面擦亮。终于，一块像水晶般晶莹透明的冰透镜做好了。
有了冰透镜，用冰透镜取火，就不是一件困难的事了。
只要将冰透镜对着阳光，让光线透过冰透镜聚焦，并在焦点处放些纸、木屑等易燃物品，一会儿，透过冰透镜聚焦的光线，就可以将这些易燃物品点燃。
追赶时空的距离——“哈勃”
“明月几时有，把酒问青天……”千百年来，人类遥望星空，苦苦追寻着宇宙万物的变化规律。望远镜的出现，大大地开拓了人类的视野，使我们可以通过它去观察宇宙。但是，由于在地面，望远镜受到大气层的遮挡和乌云、迷雾、雨雪、昼夜等条件的限制，使得从地面上观测星云像“从湖底去看飞鸟”，十分困难。随着航天技术的发展，科学家决定把望远镜搬上天空，搬到大气层以外去，让它无遮无挡一览无余地观测宇宙。1990年4月24日，随着“发现”
号航天飞机的又一次升空，这个伟大的设想终于实现了。从此，地球有了一个值得骄傲的“太空巨眼”。
这个“太空巨眼”叫“哈勃”，它以美国天文学家埃德温·P·哈勃命名，以纪念这位天文学家在20世纪前半期对星系天文学和宇宙结构组成方面所作出的杰出贡献。“哈勃”是人类有史以来最大、最精密、结构复杂、设备先进的太空望远镜。它运行于距地面613公里高的轨道上，每973分钟绕地球一周。它全长131米，宽47米，重约12吨，其镜筒直径428米，主镜直径24米，副镜03米，装有先进的成像系统、计算机处理系统、中心消光圈、主镜消光圈、控制操纵系统、图像发送系统以及由两个长118米、宽23米、能提供24千瓦功率的太阳能电池板，两部与地面通信的抛物面天线等。除此之外，它还附带有宽视场行星照相机、暗弱天体照相机、暗弱天体摄谱仪，高分辨率摄谱仪、高速光度计、精密制导遥感器等8台科学仪器设备。按照设计，它将使人类观测宇宙的视野扩大350倍，可看到宇宙中140亿光年处发出的光。它能观察到29等星，即相当于可看到500公里以外一支蜡烛的光。它能够单个地观测星群中的任一颗星，能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度，能分析河外星系，确定星系间的距离，能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。它能观测的光谱范围之广，所提供的图像清晰度之高以及观测时间之长是任何一台望远镜所不可比拟的。美国为了研制这台世界第一号的天文望远镜，耗资21亿美元，用了近13年时间，花费了巨大的人力财力。
那么“哈勃”到底是什么样子呢？它的结构如图：
太空望远镜结构图
它的工作原理是这样的：来自太空中被观测目标的光线首先进入主镜，然后反射到副镜上，再由副镜射向主镜的中心孔，穿过中心孔达到主镜的焦面上形成高质量的图像，最后由各种科学仪器进行精密处理，把最终处理数据通过中继卫星系统发回地面。
然而，“哈勃”的研制及使用过程并非科学家原先设计的那样一帆风顺。中国有句老话叫“好事多磨”，用它来形容“哈勃”或许再恰当不过了，从它诞生的那一天起，便成了个“多灾多难”的不幸者：
这台空前巨大先进的天文观测设备于1985年研制成功，按设计要在1986年发射，但由于“挑战者”号航天飞机爆炸，使它上天计划一推再推，一直到1990年4月24日才由“发现”号航天飞机发射升空。
上天后，接连不断地出现问题。首先是两个与地面通信的天线不按计划转动，地面工程师费了很大的劲儿才通过遥控使之就位。接着，它又不断地晃动，原因是当它从地球阴影中飞出来进入强烈的阳光下时，温度很高的阳光打在“哈勃”那冰冷的太阳能板上时，使之产生了微弱的蠕动，从而引起整个望远镜缓慢晃动。科学家费了九牛二虎之力总算把问题解决了，然而新的问题又出现了：为了使“哈勃”能准确地对准观测目标，科学家花了8年心血为它编了一个“向导星表”，但由于一位电脑控制程序员的工作疏忽而忘记更改数据，结果使“哈勃”所观测的目标角度总比实际角度偏左。在用了很长时间，不断地进行软件调整使之逐步修正过来之后，一个更致命的问题让所有科学家目瞪口呆。他们发现，“哈勃”所观测的图像一直有一个“模糊圈”，经过一段时间的调查，原因终于查明了：原来，在镜片的加工过程中，一块模板被装偏了13毫米，把边缘部分多磨去了0002毫米。这一误差造成了主镜面几何球形像差，使从光轴上一点发出的光不能汇聚在同一像点上。这个从1978年开始粗磨，精磨到1981年才完成，用了400万个工时，使用了全美精度最高的模具的镜片，却由于操作者的失误成了“近视眼”，并且在完成后到上天的长达8年的时间里居然没有人认真核查修正，实在令人遗憾。
为了修复这台“巨眼”，美国国家航空和航天局（NASA）又花费巨资，制订了一套修整计划。1993年12月2日，7名宇航员乘“奋进”号航天飞机腾空而去，执行太空行走维修“哈勃”的重任。5日，2名宇航员经过8小时的太空行走，成功地抓回了“哈勃”太空望远镜；6日，另2名宇航员又进行了第2次太空行走，用6个半小时，成功地更换了太阳能电池板；7日，宇航员在第3次太空行走中，为“哈勃”换上了新的宽视场行星相机。新相机自身具有校正像差的功能，可使图像清晰度提高10倍；8日凌晨，2名宇航员进行了第4次太空行走，完成了这次太空修复的主要工程，给“哈勃”戴上了一付“眼镜”——“光学太空望远镜偏差校正仪”（这付“眼镜”，或许是世界上最贵的眼镜，它耗费了2－3亿美元）；9日，宇航员进行了第5次太空行走，成功地把“哈勃”送回了轨道。至此，修复工程圆满完成。
“哈勃”在带病出征的几年中，为人类发回了大量珍贵的照片资料，取得了许多成果。修复后的“哈勃”是否能像科学家所希望的那样，帮助人类解开重大的宇宙之迷，追寻宇宙起源，找到宇宙究竟是有限的还是无限的等问题的答案呢？这些还需要时间来回答。
镜子发明趣话
16世纪初，法国国王大婚，意大利国王派出专使，送给法国王后德美第西斯一件礼物——一面小小的镜子。王后把镜子拿到手中一看，自己美丽的容颜立刻出现在镜子里。
于是她欣喜若狂，到处炫耀她这件宝物。原来这是法国唯一的一面玻璃水银镜子，据说它可值15万法郎！此后，王后常拿着镜子显示自己的高贵，于是，法国贵族们都效仿起他们的王后，千方百计地为得到一面镜子而奋斗。于是，意大利那些谋取高利的威尼斯商人，把玻璃镜子大量运入法国境内。法国便出现了一股镜子风潮，从王后到贵族，从贵族到普通百姓，爱好镜子成了一时风气。人们用镜子装饰房间、柜橱、桌椅，甚至连礼服、车马都用小镜子装饰。而法国的大量法郎却像流水一样流入威尼斯人的钱袋。
为了挽救法国的经济危机，国王召集大臣商量对策。一位大臣说：“陛下，为了防止金钱大量外流，最好的办法就是自己创办镜子工厂。”
国王摇摇头说：“可我们不懂得镜子是怎么造的呀。”
听了此话，众大臣顿时哑言。过了一会儿，一位老臣伏在国王耳边轻轻地说了几句话，只见国王的愁容立刻变成了笑脸。这位大臣出了一个抢劫意大利工匠的办法，原因是这个世界上，只有意大利的少数几个人会造镜子。
