澄清光学知识中的几点模湖认识

1“视线”就是“光线”,“光线”就是“视线”这种认识是错误的。视线是日常用语,指的是人用眼睛看物体时人眼与物体之间假想的直线。而物理上所描述的光线,指的是从光源发出的或从物体表(界)面反(折)射出来的光线在真空或别的透明物质里传播时经过的路线,简而言之,就是光的传播路线。不区分这两个概念的意义和用法上的不同,常常会在解答物理问题时出错误或闹笑话。如在解释“看不见不透明物体后面的东西”这一现象时,说“眼睛发出的视线被挡住了”,“眼睛发出的光线不能射到……”显然都是错误的;前者不仅和后者一样把眼睛当作会发光线的物体(光源),而且还把“视线”这种假想的直线当作光线来对待和使用。     

澄清光学知识中的几点模糊认识

一、“视线”就是“光线”,“光线”就是“视线”这种认识是错误的·视线是日常用语,指的是人用眼睛看物体时人眼与物体之间假想的直线·而物理上所描述的光线,指的是从光源发出的或从物体表(界)面反(折)射出来的光线在其真空或别的透明物质里传播时经过的路线,简而言之,就是光的传播路线·不区分这两个概念在意义和用法上的不同,常常会在解答物理问题时出错误或闹笑话·如在解释“看不见不透明物体后面的东西”这一现象时,说“眼睛发出的视线被挡住了”,“眼睛发出的光线不能射到……”显然都是错误的;前者不仅和后者一样把眼睛当做会发光…     

《投影与视图》的概念、方法、应用

1.概念聚焦用灯光或太阳光照射物体,在墙壁或地面上就有一个影子.这就是投影的原始意义.由于光源的不同,可以有两种不同的投影方法.(1)中心投影光线是由点光源发出的,这样形成的投影称为中心投影.如图1,设光源O和平面M之间有一个△ABC.则△ABC在平面M上就有它的投影△A′B′C′.图2,表示在路灯下两个人在地面上的投影.图1图2像这样光线都是由一点出发的投影叫做中心投影.在日常生活中常见的照相、电影、人眼看东西所得到的映象都属于中心投影.(2)平行投影光源在无限远处,如太阳,其光线可以看作相互平行的.此时所形成的投影称为平行投影…     

利用圆锥曲线的光学性质解题

六年制重点中学高中数学课本《解析几何》(平面)第118页指出: 1.抛物线的光学性质:“与对称轴平行的光线投射到曲面上,经曲面反射后便通过焦点”,“反过来,放在焦点的光源发出的光线投射到曲面上,经曲面反射后便成为平行于轴的光线”. 2.椭圆的光学性质:“在旋转椭圆面的一个焦点发出的光线投射到曲面上,经过曲面反射后,都通过另一个焦点”. 3.双曲线的光学性质:“旋转双曲面的一个焦点发出的光线投射到曲面上,经过曲面反射会使光线散开,而且这些光线就好象是从另一个焦点发出的一样”. 课本对圆锥曲线光学性质的叙述及部分证明(见课本第117页例4),除了密切本     

辨析几组光学概念(初二、初三)

1.“视线”与“光线”视线是日常用语,指的是人用眼睛看物体时人眼与物体之间假想的直线.而物理上所描述的光线,指的是从光源发出的或从物体表(界)面反(折)射出来的光在真空或其它透明物质里传播时经过的路线,简而言之,就是光的传播路线.视线与人眼所在位置有关,而光线与人眼无关.     

几则小学自然演示实验的改进

现行小学自然教材中，有关光的直线传播，光的反射和折射，凸透镜的会聚实验，在实验中常常用白炽灯获得“光线”。这种光源亮度有限，体积较大，较笨重，特别是做演示实验时，对于人数较多（７０多人）的班级后排的学生常常举手说“看不清光线”，影响实验效果。有一次发现学生玩的一种玩具激光电筒，照在墙上可出现一个很小很亮的红斑，非常显眼。于是我就利用激光电筒做光源，设计制作了光路显示板，可以获得良好的效果，能使最后排的学生看清楚光的实验现象，有效帮助学生理解光的知识，突破教学难点。现将其制法和用法简介如下。１制作…     

“投影与视图”问题解答

什么是中心投影 ?什么是平行投影 ?用灯光或太阳光照射物体 ,在墙壁或地面上就有一个影子 ,这就是投影的原始意义 .由于光源的不同 ,可以有两种不同的投影方法 .1 .中心投影 .光线是由点光源发出的 ,这样形成的投影称为中心投影 .如图1 ,设在光源O和平面M之间有一个三角形ABC ,则△ABC在平面M上就有它的投影△A′B′C′.图 2 ,表示在路灯下两个人在地面上的投影 .像这样光线都是由一点发出的投影都叫做中心投影 .在日常生活中常见的照相、电影 .人眼看东西所得到的映象都属于中心投影 .2 .平行投影 .如果光源在无限远处 ,如太阳 ,其光…     

平面镜观察范围的确定

同学们在发廊理发时 ,能从自己前面的平面镜中看到身后的一些“物体” ,其实看到的这些“物体”是身后物体在镜中成的虚像。坐在椅子上的你 ,能通过平面镜看到身后多大范围内的物体呢 ?人能够通过平面镜看到身后的“物体” ,是因为身后的物体能将灯光或阳光反射到镜面上 ,这些光再经平面镜反射后射入人眼的缘故。(图 1)如图 1　人眼位于平面镜ＡＢ前的Ｓ(图 2 )点 ,要确定人眼通过平面镜看到的范围时 ,我们可把人眼Ｓ看成是一个光源 ,在该光源发出的无数条光线中 ,有两条光线ＳＡ、ＳＢ刚好照射到平面镜ＡＢ的边沿 ,根据光的反射定律 ,分别…     

“用双棱镜测光的波长”的实验研究

“用双棱镜测光的波长”是一个重要的光学实验。实验的基本原理是将一单色光源发出的光经凸透镜会聚后照在一狭缝上,从狭缝出来的光照在一双棱镜上,经双棱镜折射后形成两束相干光,这两束相干光好象是从狭缝经双棱镜折射而成的两个虚象（虚光源）处发出的,在两束相干光相遇的区域产生干涉,此干涉与杨氏双缝干涉相同。实验中,测出干涉条纹的宽度△X、两虚光源所在平面到观察屏（测微目镜的焦平面）的距离L、两虚光源之距d,根据公式求得光源发出的光的波长．下边谈一谈我对这一实验的一些研究。一、公式d＝的一种证明本实验是通过两次成…     

利用透明圆柱体获得平行光路的分析

自制小平行光源,其结构如图一。它的圆柱透镜是用放药剂的小玻璃瓶注满水代替的,外壳用铁皮制成,前端留一狭缝。光源用2.5V的小灯泡,固定的位置可以前后调节,调整时应使灯丝位于透镜的焦平面上。且灯丝方向与圆柱透镜轴线平行,以获得一束平行光。透明圆柱体获得平行光的光路分析如(图一)。分析如图二,小灯泡S0为近似点光源,取过灯丝且垂直于圆柱体回转轴的截面为所画平面,截交线为圆,圆心设为O,圆半径为r,S0与圆心距离为S,连接S0O。由于圆柱面前方留一狭缝,因而我们只能研究小角度入射光线的光路,且玻璃壁的厚度忽略不计。选择两条光线在…     

基于Zemax和Tracepro软件光源聚光结构设计与研究

物理光学实验采用的白光光源不仅耗能很大,而且容易出现灯箱温度过高、因光强衰减无法实验等问题。该文设计了一种光源聚光结构,它是由球面反射镜与透镜组组成,可以有效地将光源发出的光线聚集到实验系统中。首先,在Zemax软件中建立和优化光学系统模型,兼顾成本与制造工艺确定光学参数;然后,在Tracepro软件中建立一个加载聚光结构的灯箱模型,通过模拟光源发光,得到观察面上的照度增强至3.5倍。这说明聚光结构能够有效地提升光源利用率,并使低功率光源代替高功率光源成为可能。     

本影和半影演示实验的改进

本影和半影的现象，是“光的直线传播”的重要实例之一，物理课本上介绍用一个白炽灯作光源，把光线照射到一个球体上，在球体后面的屏上观察到它的本影和半影如图１。笔者认为课本上这个图尚有不妥之处，因为用普通的白炽灯泡光线不能从灯泡的顶端发出，所以，不能认为整个灯泡都是发光体，灯丝才是真正的发光体。在实验演示中发现，由于发光灯丝在竖直方向尺寸较小，只是在水平方向有一定的宽度，这样，实验中能够观察到的现象并不像图１所示的那样。实际的半影在竖直方向可见度不大，在水平方向比较明显。我们在做这个实验的时候，为了使…     

PIV技术在液力变矩器内部流场实验研究中的应用

PIV技术突破了单点测量限制，是一种可以同时获得流场中多点测量流体或粒子速度矢量的光学图像技术，集“可视化”与“定量测量”于一体，是一种现代化的流动显示与测量技术。实验时在流场中播入粒子，用激光脉冲器发出激光束经过一系列光学元件形成可调制的激光片光源照射流场，用多次曝光记录粒子场在不同时刻的图像，测出在已知时间间隔△t内流体质点(示踪粒子)在某切面上的位移△x^→，即可算出粒子的速度vp，此项技术在YJ380型液力变矩器内部流场实验中应用取得理想效果。     

平面镜补助法的详细道理

平面镜补助法测定凸透镜焦距是现行初三物理教材的学生实验内容。此法的详细道理,教材上是作为一道思考题,给同学课后去讨论的。实践中发现困难很大,笔者就此谈谈认识。平面镜补助法的根据,教材是这样叙述的:“从焦点发出的光线经凸透镜折射后互相平行,平行光线经凸透镜折射后会聚在焦点。”并附有光路图(见《初中物理》第二册P257)。对此,不少同学提出:位于焦点处的三角形孔发出的光线经凸透镜折射后互相平行,是不能成像的;而平行光线经平面镜反射后仍互相平行,再经凸透镜折射后,既然会聚在焦点,为什么在光源箱侧壁会成现三角形孔的倒像呢?     

测定透明液体折射率实验的设计

现行人教版高中《物理》必修本第二册“光的反射和折射”一节是用测量水这种透明液体的折射率来阐述折射定律的 ,实际操作时 ,由于没有合适的仪器入射角和折射角很难测量 ,实验不易成功 .怎样做好这个实验 ,解决学生心中的疑惑 ?在教学中 ,我们通过补做以下实验取得了较好效果 ,实验原理和方法如下 :一、实验原理如图 1所示 ,设 S为水底的一点光源 ,由 S发出图 1的垂直于水面 NN′的一条光线由 O射出进入人的眼睛 ;另一条光线由 S射向水面 O′点折射到空气中也进入人眼中 (由于眼睛瞳孔很小 ,实验中入射角、折射角都极小 ) ,进入人眼中的…     

为何不考虑这两列反射光线的干涉

高中《物理》第三册 (必修加选修 )中第二十章“光的干涉”一节中 ,在光的干涉现象的重要应用中介绍了用干涉法检查精密光学平面平整程度的方法 (如图 1所示 ) ,并指出“用单色光从上面照射 ,空气层的上下两表面反射的两列光波发生干涉” .那么 ,为什么从样板上下两表面反射的光线不发生干涉现象呢 ?这是在实际教学活动中很多学生很容易提出的问题 .原因如下 ,以供同行教学中参考 .光源发出的光不是连续的 ,而是前后无规图 1则的连贯起来的许许多多独立的波列 ,并且这些波列的振动方向、位相间无固定的关系 ,所以彼此间是不相干的 .只有从一…     

色温与白平衡

色温,用句通俗的话讲,就是光线的“温度”.一天当中,我们所看到的光线,除晴天中午的光线没有明显的色彩倾向外,清晨的光线颜色感觉有点偏冷,而傍晚时分的光线明显偏暖.这一现象,就是色温的高低不同所造成的.色温的单位用K表示,如晴天正午日光的色温一般为5500K,晴天阴影中的色温约为6500K,黄昏时分的光线色温约为3000K--4200K之间.从以上数值我们可以看出,色温的数值越低,光线的色彩就越暖;色温的数值越高,光线的色彩就越冷.当然,色温的概念只是用来描述光线和光源的,并不包括物体自身反射所发出的色彩.例如,我们说荧光灯发出的青绿色的光线“色温很高”,但不能说一只青绿色的苹果“色温很高”.     

“吸收光谱”实验的改进

高中物理的“吸收光谱”演示实验,由于广大农村学校没有弧光灯;塔形灯芯上的钠蒸气也容易扩散;光源、焰心和准直管的中心线又很难调到一条直线上,故实验效果很不明显。对此,我们作了一些改进,获得较好效果。一、改进光源用“220V,200W”的白炽灯泡代替弧光灯,效果很好。实验证明:凡是“220V,200W”以上的灯泡都能用。二、改进灯芯做杯形灯芯代替塔形灯芯,即把酒精灯芯的棉线用剪刀剪齐,留1.5厘米长,再弄成向四周均匀发出的射线,像一朵朝天开放的小白花即可。     

“小孔成像”中的“像”到底是什么?

小孔成像实验有力地说明了“光在同一种物质里传播的路线是直的”,对此无须置疑。然而不少资料上把“小孔成像”、中的“像”说成实像,对这种观点实难苟同。笔者认为,“小孔成像”中的“像”从本质上讲该不属于像的范畴。为探明此问题,不妨将《辞海》中对像的两种解释照搬如下: 像:1.人物形象的摹写或雕塑。如:肖像;画像;石膏像。2.从物体发出的光线经过光具组(透镜、镜、棱镜或它们的组合)后所形成的与原物形似的图景。由光线实际会聚而成的像称为“实像”;由虚光线(即(光线在其相反方向上的延长线)会聚而成的像称为“虚像”。     

人与自然

1.一批专门“猎星”的天文学家在银河系深处发现一颗和地球非常相似的行星,很可能会成为找到生命新家园的钥匙。这颗行星距离太阳系9000光年,体积大概是地球的13倍,质量和海王星差不多。它围绕着一颗红矮星运行,那颗红矮星是它的“太阳”,体积比太阳小一半,温度也比太阳低很多。2.新加坡理工学院的学生将一种从水母体内提取的可令物体发出绿色荧光的基因转移到一棵植物内,培育出了一种可以与主人进行交流的植物。这种植物在缺水“口渴”时会立即变得“闪闪发光”。不过人们很难用肉眼直接看到这种光线,要运用一种特殊的光学感应装置才能看到…