农林院校物理学立体化教学资源和自主性学习的研究与实践

结合农林高校的特点对物理课程教学各环节进行了深入的研究,研究教学内容,构建了教材和T.A助学系统;研究教学方法,构建了导学系统;研究教学状态（包括研究教师和学生）,构建了诊断系统;研究教学手段,提供了多途径的学习环境;研究课程考试,建立研究和应用题库.以能力培养为核心,优化教学内容,构建适合农林类大学物理教学的教学资源,全面推进自主性学习,贯彻＂以知识为载体,培养能力为核心＂的教学理念,体现＂教师主导,学生主体＂的教育思想.     

高等农林院校大学物理立体化教材的建设研究

基于高等农林院校的大学物理学教学的特点，以电子和网络教材为突破，以教学诊断系统为补充和拓展，构建了高等农林院校大学物理立体化教材体系，在实践中实现了教学效益的最大化．     

中心化开放式大学物理实验教学管理系统的设计

研究型大学建设背景下,农林院校大学物理实验实行中心化开放式教学,有效发挥公共基础课教学的基础性作用,具有十分重要的意义.根据高等农林院校中心化开放式教学的特点,采用B/S和C/S混合模式,设计了中心化开放式大学物理实验教学管理系统.该系统的使用保证了中心化开放式大学物理实验教学体系的运行,实现了多元化的考核方式,使物理实验教学中心资源发挥了最大效益,在提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力方面发挥重要作用.     

激光引信接收光学组件的研究与测试*

根据大气激光通信传输方程和黑体辐射理论提出了计算激光引信中接收光学系统接收视场的方法,通过接收视场确定了接收光学系统的初始结构参数,设计了焦距为15 mm,视场角为2ω≮±7°的柱透镜光学系统.采用倒置法,将线阵CCD探测器置于准直物镜的焦面上接收信号,解决了接收光学系统后截距过短无法安置线阵CCD的问题,扩大了测量范围,又保证了精度,测量误差为1%.针对激光引信的结构特点,设计了测量激光引信接收光学系统视场角的自动测试系统.实验测试结果表明该引信的视场角都在合格范围内,重复精度≤5%,满足设计的要求.     

用于激光二极管抽运固体激光器热畸变补偿的MEMS微变形镜设计

以MEMS微变形镜驱动方式的选取为出发点,从光学特性和力学特性两方面对MEMS微变形镜进行分析.从中得出相关结构参数对微变形镜性能的影响关系.并在此基础上结合补偿激光二极管抽运固体激光器(DPL)热畸变的使用要求设计了一种新型MEMS连续面型微变形镜,并采用设计的MEMS变形镜搭建了一个闭环自适应光学实验系统,补偿了激光光束的热畸变.实验结果显示该MEMS连续面型微变形镜可对腔内畸变进行有效补偿,同时提高了激光器的输出功率及光束质量.     

果皮厚度对水果组织中光传输特性的影响

水果产品品质检测技术在水果的生产和消费中起着十分重要的作用。利用水果产品的光学特性进行无损检测是水果品质无损检测与分级技术中最实用的和最成功的技术之一。深入研究光在水果组织中的输运规律,对于水果产品品质的光学检测有着十分重要的意义。本文以仁果类薄皮水果苹果和厚皮水果柑橘为例,建立果皮和果肉两层组织模型,利用蒙特卡罗法模拟了808 nm的波长下高斯光束在水果组织中传输的光学特性,揭示了水果果皮厚度对光在组织中的传输特性如漫反射率、透射率、内部吸收率和穿透深度等特性的影响,分析了果肉组织的检测效率。研究结果表明,果皮越厚,透射率和穿透深度越小,果皮比果肉的光吸收能量密度在径向距离上的分布范围更广,随着水果组织内部深度的增加,光吸收能量密度逐渐减小,径向方向减弱的更快。而对于漫反射率,在径向距离0.2～1.2 cm之间,果皮越薄漫反射率越小,在1.2～4.0 cm之间,果皮越厚漫反射率越小。此研究结果表明在用光学检测方法对水果进行无损检测和分级时,无论是透射或反射测量,果皮厚度和光束的相互作用都不应忽视,也为不同类型的水果产品设计更为有效的光学检测装置(如光源的强度、检测器的大小以及位置等)提供了理论基础,对于水果产品品质的光学检测有着十分重要的意义。     

基于共聚焦拉曼光谱技术的苹果轻微损伤早期判别分析

苹果在采摘、分拣、储存和运输过程中容易受到挤压、振动和碰撞而损伤,轻微损伤早期肉眼很难识别,轻微损伤部位易被病原微生物入侵而导致自身和周围水果腐烂,因此,苹果轻微损伤的早期快速准确地判别能有效地降低经济损失,对苹果的采后处理和储存具有重要意义。本研究应用拉曼光谱结合化学计量学方法对苹果早期轻微损伤进行快速识别。采用Savitzky-Golay(SG)卷积对原始拉曼光谱进行平滑去噪,用自适应迭代重加权惩罚最小二乘(airPLS)算法进行基线校正,用非线性的支持向量机(SVM)回归算法建立分类判别模型,采用KS法划分训练集和验证集后,基于线性和多项式核函数建立SVM分类模型的分类准确率可达到97.8%。结果表明,拉曼光谱技术结合化学计量学方法可快速识别苹果的早期轻微损伤,展示了拉曼光谱技术用于判别苹果早期轻微损伤的应用前景。     

基于傅里叶变换的激光数字散斑测量平板玻璃的楔角

采用基于傅里叶变换的激光数字散斑测量了平板玻璃的微小楔角.通过在光路中借助毛玻璃的散射特性,采用高分辨率CCD直接记录激光散斑图像,对散斑图像进行快速傅里叶变换获得散斑结构的高信噪比的杨氏双缝干涉条纹,分析干涉条纹获得光强分布曲线,采用移动平均法消除光强曲线噪声后计算出干涉条纹间距,从而计算出平板玻璃的微小楔角.     

虚实结合混合式大学物理实验预习模式的实践

针对传统大学物理实验预习中存在的学生对实验原理理解不深,无法接触实验仪器等问题,提出了基于虚拟仿真实验预习和全开放预习实验室的虚实结合混合式大学物理实验预习模式,该模式依托虚拟仿真实验预习和全开放预习实验室进行大学物理实验预习,将线上虚拟仿真实验预习和线下全开放预习实验室学习有机融合,充分发挥了远程网络学习和本地学习的优势,提高了学生自主预习兴趣、预习质量和预习效果.