透镜成像规律的新教法

关于透镜成像规律,在初中物理课程中就通过作图法作了简单介绍,在中专和高中物理课程中又作了类似的讲述.其共同的特点都是以一块完整的凸透镜为例.总结出了凸透镜成像作图时,常用的三条光线.所以,学生自然也就认为:只有一块完整的透镜才能按上述规律成像,可见他们对透镜的成像规律还没有完全掌握. 针对这种现象,我在中专物理课程中讲述这部分内容时,首先向学生提出了这样一个问题:半块和小于半块的凸透镜将如何成像?听     

透镜成像面面观

物体在透镜前能成不同性质的像,这是人们早已解决了的问题.但物体在透镜前究竟能成多少像并不是人们都熟悉的.     

“透镜成像公式”的推导

在高中<物理>(必修)第二册"透镜成像公式"一节中,课本上直接给出了如图1所示的透镜成像图.     

透镜成像规律的妙用

透镜成像时,从物体上任一点Ｓ发出的光线,经透镜折射后都交于一点,（或反向延长线交于一点）这一点就是Ｓ点的像Ｓ’并且物体和像的连线必通过透镜的光心．此规律在光学解题中有妙用．１作任一入射光线经透镜后的折射光线 例１．画出图１中入射光线ＡＢ经凹透镜折射后的光线． 在入射光线ＡＢ上任选一点Ｃ作为物点,应用三条特殊光线中的任意两条,作出物点Ｃ的像点Ｃ’．虚线连接Ｃ’Ｂ延长后ＢＤ就是所求的光线． 根据光路的可逆性原理,应用此法也可画出任一条折射光线对应的入射光线．２根据物、像位置确定透镜位置和焦点 例２,如图…     

透镜成像与针孔成"像"的比较

像,是指从物体发出的光线经过光学系统后所形成的与原物相似的图景.光学中的成像规律可由光的直线传播及反射、折射定律进行分析,人们熟知的有针孔成像和透镜成像.     

正交柱透镜成像实验

将两个形状相同的柱透镜正交组合成一个透镜,实验发现其具有与球透镜相当的成像效果,对实验现象进行理论分析,认为该实验可以开发成经典几何光学的一个新颖的实验。     

薄透镜主光轴上物点的作图成像

为了得到透镜主光轴上物点的像点,可采用作副光轴的方法.但副光轴的知识超出了中学教学大纲.这里介绍一种简单而便于理解的方法.     

激光热透镜光度分析方法（综述）

激光热透镜效应是1964年Gordon等人首次报道的。他们在研究分子拉曼散射时发现了这一现象,并预言可用于测量溶液中痕量物质的微弱吸收。经过Fang、Swoffod、及Hu等人的努力,使得激光热透镜效应的理论得到了充实和发展,为其在分析领域中的应用打下了基础。1979年Dovichi和Harris首次发表了应用激光热透镜效应进行定量分析,用He-Ne激光为光源建立了单光束实验装置,对Cu-EDTA体系进行了测定。Imasaka等人于1980年采用双光束     

自聚焦透镜成像矩阵公式的近似性

本文从光线方程出发,对自聚焦透镜成像矩阵公式做了详细推导,由推导过程即可看出该公式的近似性及其应用范围,纠正了一些文献上认为该公式可应用于非高斯光学成像的看法。     

薄透镜成像实验中的共轴调节

在本论文中,首先指出了由于误解共轴调节中的“二次成像像中心重合”,导致目前的调节方法无法实现共轴调节。最后,提出了采用矩形孔作为物屏可实现共轴调节。     

无透镜显微成像的重构算法研究

针对单幅图像进行了无透镜显微成像的重构算法研究，介绍了无透镜显微成像系统实验装置和ASM(angle spectrum method)、改编后的L-R(Lucy-Richardson)两种重构算法。对比两种算法重构后的USAF分辨率板图像的分辨率，利用瑞利判据得出ASM获得的振幅图分辨率最高(即3.10 μm)，且计算用时最少(即0.9 s)，证明了ASM为最佳的单幅无透镜显微重构算法。其次，利用无透镜显微成像系统结合ASM重构的方法，进行细胞成像实验。该无透镜成像视场为5×显微镜的4.4倍，且分辨率介于5×及10×光学显微镜之间，统计学优势明显，在生物医学领域具有广阔的应用前景。     

薄透镜反射成像研究

从薄透镜反射成像的实验现象出发，运用光学系统中变换矩阵的有关理论，研究了薄透镜的反射成像规律，并对双凸透镜及平凸透镜的反射成像进行了定量分析。     

基于特异材料的非完美透镜成像

There is widespread and strong interest in trying to fabricate a metamaterial in which both the permittivity and permeability are equal to -1 in order to achieve sub-wavelength imaging. Several metamaterial constructs have been proposed with varying degrees of success because of inherent losses, limited bandwidth and scattering from the abstracted circuit elements constituting the artificial material itself. A further limitation is the need to capture evanescent components from the object to be imaged that ...     

大视场龙伯透镜电磁成像超分辨算法

现有的反射面电磁成像系统体积庞大,无法满足机载、车载、无人机等应用平台要求。针对此类问题,研究了龙伯透镜的结构特性和成像特性,设计了大视场龙伯透镜电磁成像系统,利用空不变成像特性进行超分辨图像处理,实现了快速、大视场、宽频带、高分辨电磁辐射源分布成像。计算了口径300 mm带球核分层龙伯透镜参数,仿真了4～18 GHz龙伯透镜焦弧面场强分布,验证了龙伯透镜空不变的成像特性及其超分辨算法的有效性。实验对比了抛物反射面电磁成像系统和本文龙伯透镜电磁成像系统的体积、成像范围、源数目和分辨率,结果证明了本文系统的优越性,同样分辨率下,达到了方位角及俯仰角均为40°的大视场范围。     

球面端面的锥形梯度折射率透镜的近轴成像特性

本文根据光线在球面上的折射公式及光线微分方程,研究了光线经两端面为球面的锥形梯度折射率透镜的传播和变换,基于光线传递ABCD矩阵,提出了球面端面的锥形梯度折射率透镜的一种等效光学系统.文中给出了该透镜的主平面、焦平面和焦距计算公式,以及近轴成像高斯公式.当锥度为零时即得到球面端面的柱形或径向梯度折射率透镜的相应结果.     

透镜成像情况的动态讨论

在透镜成像的讨论中,一般教科书给出的均是静态情况．所谓静态,即物相对于透镜是静止的．以凸透镜为例,可将物到凸透镜的距离分成三个区域：