“测定凸透镜焦距”的分组实验

一、实验要求通过实验,使学生学会测定凸透镜焦距的方法;使他们对于凸透镜和有关的光学知识,理解更为深刻,并且掌握一般光学实验的基本技能和技巧。跟这个实验有关的光学知识主要是透镜成象的原理。当物距大于凸透镜的焦距,物体上某一点发出的反射光线经凸透镜折射后,各光线成为会聚光束,并会聚在一点。这一点就是物体上某一点的实象。若物距小于凸透镜的焦距,物体上某一点发出的光线经凸透镜折射后,各光线成为发散光束。所有发散光束反方向的延长线仍会聚在一点。这一点是物体上某一点的虚象。当学生懂得了这些道理之后,他们就能理解:作图成象时只要应用三条特殊光线中的任意两条,在各种光学仪器上,若透镜的焦距一定,则透镜的直径愈     

成角度放置的两平面镜成象小议

平面镜是靠反射作用改变光的传播方向,从而起到控制光路作用的。所以,不论从物点或其它光学系统发射出来的发散同心光束,经平面镜反射后,总会在以镜面为对称的位置上生成一个等同的虚象,使人感觉好象光束是从虚象点射出似的。若此光束再能投射到另一镜面,则会出现再次成象的问题。两个平面镜成角度放置时,对一物的多     

光在旋转抛物面上成象问题研究

研究了光在旋转抛物面上反射与折射的一般性质，得到了相应的近轴成象公式．对成永光束的单心性做了一般性讨论     

当凸透镜的一部份被遮住时,是否一定成完整的实象?

如图1所示,凸透镜L成实象时,如果紧贴透镜处有一半被黑纸遮住,仍能形成物体完整的象。因为物体AB上各点发出的光线均有一半进入凸透镜,只是成象的亮度变暗些。但如图2所示,在凸透镜前相距为d的地方,用黑纸遮住透镜的一部份,从图2不难看出,物体上A点发出的光,完全不能进入透镜,无法成象。而物体上A_1点发出的成象光束中,有一部份仍能进入透镜,成实象点A_1,故成象范围仅为A_1B_1,越靠近     

激光束在照相系统中传输的分析(Ⅰ)

本文基于四个基本前提,利用几何光学的近轴成象公式,首先导出高斯激光束经单薄透镜变换成象时,其基本变换方程的普遍形式。引入高斯物方焦距,赋予“焦散”概念以全新的物理图景和物理意义。引入光学变换函数,从此限定了高斯光束变换成象理论与几何光学近轴成象理论这两者之间的界限及各自的适用范围。其次,应用真空(或空气)中的基本变换方程,对柯克三片式照相物镜进行分析。最后,导出了真空(或空气)中柯克照相光学系统的变换方程和偏离量的计算公式。     

“研究凸透镜成象规律”的教学设计

初中物理“透镜”一节的教学,通常用演示实验的方法来得出凸透镜的成象规。但由于有一部分学生看不见光屏上所成的象、更看不到光具座上刻度尺的刻度而搞不清物距、象距,再接触不等式的应用又是学生比较生疏的,因此凸透镜成象规律成了教学上的难点。为此我采用了边教边实验的方法,让学生在动手做实验的过程中理解概念,认清所成象的特点,掌握成象的规律。我的教学设计如下。     

圆孔衍射光强的数值模拟研究

研究轴对称光束垂直入射的圆孔衍射花样,建立数学模型数值模拟了圆孔衍射的光强分布解,通过对图像解的分析可知,光入射圆孔后在传播过程中不断地发生衍射现象,最后衍化成具有高斯分布的形式。光在孔径后边缘处仍有衍射现象,即屏后附近光振动的复振幅不为零,而基尔霍夫边界条件只是一个近似结果。     

冷光源的设计

本文介绍了随着薄膜光学和光导纤维技术发展起来的八十年代光学仪器新光源——冷光源的原理、结构及设计方法。 文中着重论述了笔者在冷光源设计实践中的新探索:从成象光学原理出发推导出最佳光斑位置的新参数;把强化散热技术应用于冷光源散热的设计计算中,以及强化散热(?)片板经验参数的应用。     

《光学》复习提要

光学是物理专业的一门重要基础课,全部内容(包括实验)共72学时,通过光学的教学,应使学生牢固掌握几何光学中的一些基本概念,近轴成象的计算和成象作图法;弄清典型助视光学仪器的基本原理.使学生牢固掌握有关干涉、衍射、偏振等现象的一些基本原理和规律;理解光的波动本质,为后继课程奠定必要的基础。使学生了解现代光学的发展趋向及某些新成就。通过本课程的学习,使学生具有分析和处理中学物理中光学教材的能力.由于本课程涉及的内容较广,为配合期末复习,就各章内容的要求说明如下,供复习时参考.第一章 光学总论(3学时)1.理解光速的测定方法。2.理解光的电磁本性,明确光矢量的概念。     

几何光学成象作图法的应用

<正> 在几何光学中,成象作图是处理光学系统成象问题的重要手段.成象作图法,特别是简便成象作图法的正确应用,不仅可以迅速而正确地求象,而且还可以检验光学系统成象问题处理得正确与否.这也是学生在学习几何学光中所遇到的难点之一,即不能用简便作图法正确求象.本文就笔者从课本上和教学过程中常遇到的成象问题来说明简便成象作图法的应用.     

光学变换函数与高斯物方焦距

本文以正单薄透镜为例,系统地讨论了光学变换函数的各种性质及其与高斯物方焦距之间的关系;指出,几何光学近轴成象理论仅仅是高斯光束变换成象理论在Z(?)∞或者W_0(?)O或者λ_0→∞等条件下的极限。     

“像”的观察中的几个问题

我们知道,实像、虚像的形成是因为物点发出的发散光束经光学仪器的反射和折射得到会聚光束或发散光束。会聚光束可找到光线的实际会聚点,形成实像。发散光束光线不能实际会聚,但光线的反向延长线可找到交点,形成虚像。     

几何光学教材教法中的几个问题(续)

三、关于物和像(一)教材分析教材以观察(或生活经验)与实验为基础,自第七章光的反射开始,就提出了物和像的概念,介绍了平面镜反射成像理论与虚像的概念;第八章光的折射中介绍了棱镜、凸透镜折射成像理论,进一步说明了实像与虚像的概念;第九章光学仪器中介绍了通过组合在一起的简单光具的成像问题,定性地说明了助视光学仪器的成像原理及物与像的关系。     

谈谈几何光学教中的作图

初中教材中的几何光学,是以光在均匀媒质中作直线传播为基础,研究光在透明媒质中传播问题的光学。几何光学运用两个定律:光的反射定律和折射定律。几何光学里,光线是一个非常重要的概念,光线就是指示光的传播方向的线。光在两种媒质的界面上发生反射和折射时,光线进行的方向是按反射定律和折射定律而改变的。这部分的教材体系是:在讲授光在同一种均匀媒质中以一定的速度沿直线传播的基础上,介绍光的反射现象,讲光的反射定律、平面镜成象、球面镜;再从光的折射现象讲光的折射定     

《光学》中的三个重要概念

《物理》教材中光学部分,是广播电视中专学生学习专业课《摄影》的基础课程,属于重点内容。但是,这一部分又是学生感觉最难的一部分,针对这种情况,在教学中,教师必须分清重点、难点,对以下几个重要概念进行重点讲解。一、光在均匀介质中沿直线传播我借助一些常见现象,如节日的夜晚,城市用彩色探照灯来照耀夜空,装点气氛,我们看到探照灯的光柱是直的;从云隙里射下来的太阳光束也是直的;电影院放映机射向银幕的光束也是直的;在树林中漫步,有时也能看到穿过树林的太阳光柱也是直的。这些现象表明,光在空气中沿直线传播。需要注意的是,光在同一…     

高斯光束在照相机中的传输(Ⅲ)

本文详细分析了高斯光束在一般多元件照相物镜中的传输行为,导出真空中这种多元件照相物镜对高斯光束的变换方程,并给出相应的系数递推关系。通过对偏离量△Z_′K的变化趋势的分析,建立了照相系统光学设计的新的规则。并对现有各类照相系统在采用高斯光束作为标准成象光束时的重新设计和进一步改进,提出了几种初步构想     

三个光学问题的几何处理

本文对光学系统成象的解析几何分析法、全反射的图示和一个光的偏振概念的几何解释提出一些看法和建议,以供同行参考.     

口诀式焦平面作图

焦平面作图是几何光学中的一种重要作图求象方法。使用口诀式的作图法,可化难为易。 (一) 焦平面和副轴 能理想成象的折射面或反射面并不是球面,而是非球面;能理想成象的透镜也并非球形的,而是非球形的。但由于制造精密非球面要比精密球面难得多,加之在一级近似理论条件下,球形折射面、反射面能理想成象,故现今人们所使用的绝大多数高质量透镜都是球面镜。至于不满足上述条件所产生的象差,在现代工艺条件下,可以较好地设法消除。 单折射球而是组成各种光学仪器的基本界面,我们先认识一下它的焦面和副轴。严格     

位于光学系统象方主焦点处的物点其共轭的象点在哪里?

我们知道,理想光具组可以保持光束的单心性以及象和物在几何上的相似,在理想光具组里,物方的任一点都和象方的一点共轭。根据这个理论,在近轴条件下,以单薄透镜成象为例,应用薄透镜的作图求象法可以确定:位于其物方焦平面上任一点P发出的光,经薄透镜折射后,将成为一束与主轴成一定倾角的平行光,而一束与主轴成一定倾角的平行     

光学发展与光学仪器的应用

1 中国古人对光的认识和简单光学仪器 与古老的力学一样，中国古人对光现象的认识及光学仪器的发明创造应用方面，走在了世界的前列。早在公元前五世纪，学者墨翟对几何光学就有了较全面的研究，他在《墨经》一书中较为详细地记叙了影的定义和生成，光与影的关系以及平面镜、球面镜中的物像关系。其中引用了物点和像点的概念沿用至今，他用光的直线传播原理成功地解释了小孔成像现象：“景，光之人，煦（照）若射。下者之人也高；高者之人也下。足敝（蔽）下光，故成景于上；首敝（蔽）上光，故成景于下。”