水下物体视觉形象的分析与模拟研究

水下物体的视觉形象是一个看似简单但极易出错的问题.本文对此问题进行了较为系统的分析和模拟计算,纠正了一些流行的错误看法,指出在不同情况下水下物体的表观位置、表观大小及表观形状均会发生通常直观想象难以预见的复杂变化.该问题的讨论提供了一个培养学习者创新思维和利用基本知识分析及解决实际问题的能力的极好例证.     

一道无理函数最值题的数学解法

文[1]作者对此题多方探索未得数学解法,最后借用物理知识“两点之间光沿着所需时间为最小值的路径传播”利用光的折射定理列出方程而求解．读罢此文,笔者有一点思考：数学题利用物理知识求解并不少见,但一道题若只能借用物理知识求解,而数学方法对它无能为力,则比较少见,因此一直寻求此题数学解法．经思索,终得一纯数学解法,叙述如下．     

一个改进的“ 光的折射”实验及由其展开的教学设计

本课题的教学设计是在人教版初中物理教材关于光的折射部分内容的基础上, 以更容易携带且折射 率更大、 实验现象更明显的P V塑料板代替教材原实验设计中的水缸来得到光的折射的规律. 并且可以由不同浓度 蔗糖溶液中光线的弯曲模拟海市蜃楼的实验引出新课, 吸引学生兴趣. 同时设计了供学生自主实验来探究光的折 射的规律及光路可逆的课堂部分, 有助于理解记忆、 激发兴趣、 提升学生的综合素质     

井口究竟变大还是变小?

由于光的折射,从水中往上看,会感觉到物体的位置比实际位置要高一些.以井底的青蛙从水中观察井口为例,利用物理规律结合数学方法定量分析了从不同位置观察时,井口位置上移和侧移的一般表达式,总结出水井中的青蛙看到的井口位置和实际井口位置的关系.并通过利用水下摄像机模拟青蛙看井口的实验,证明理论推导的正确性.     

“光的反射折射”实验教学的反思

对光的反射、折射实验的实验原理、实验过程进行反思,发现了实验本身的原理误差产生的原因,从而找出减小误差的方法以及实验改进的方向。     

动态介质中的光折射现象研究

利用计算机模拟技术研究了动态介质中的光折射现象。将一定区域内带波浪的水假定为动态介质,以深度作为变量,利用几何光学原理及数值计算给出了介质深度不同时光强分布的规律,即相邻两明(暗)纹的中心间距随深度的变化而改变,明纹宽度和明纹平均亮度随深度的改变均呈现近似周期性变化而两者的变化趋势相反;另外,我们根据所得到的介质中光强分布的规律提出了一种测量水波速度的方法。     

基于Zemax接口技术的人眼晶状体模型研究

对人眼模型中晶状体的面型和折射率分布进行了研究,基于晶状体的光学特性,利用光学设计软件Zemax接口技术的调入,采用不同连续公式法分别给出了晶状体不同的梯度渐变折射率分布形式;结合晶状体不同的非球面面型,比较分析了晶状体不同面型和不同梯度折射率分布的组合模型对人眼模型重现实测像差的影响;给出了重现我国人眼实测像差误差最小的晶状体模型.结果显示:晶状体的面型越复杂得到人眼模型的像差与真实人眼的测量像差就越接近;当晶状体采用Zernike面,梯度渐变折射率采用分段函数公式形式时,重现实测像差误差最小.     

利用几何画板软件处理物在水中像的位置

如何准确处理物在水中像的位置是初中光学知识的难点, 常规作图方法较为繁琐. 本文将利用几何画 板软件, 通过构建物像模型经过动态演示后得出像与物的位置关系, 并得出相关结论     

“ 失而复得”的纸片

基于对文献[ 1]的研读, 提出了改进拓展硬币消失的光学实验方法, 进一步探究了不同密度溶液中光 的折射情况, 并给出了定性分析与定量计算过程     

弹丸激波在激光光幕靶测量中的影响分析

分析了弹丸在飞越激光光幕靶时弹丸激波对激光传播的影响。针对难于实际测量由激波形成的空气折射率分布问题,应用弹丸超音速绕流场的数值计算结果和折射定律,借助SolidWorks软件分析了激波内折射率为常数的情况下光线穿过激波时的折射和出射轨迹,并用模拟实验验证了其正确性。讨论了激波对激光光幕靶测量的影响,为光幕靶的设计与应用提供了依据。