浅谈“探究凸透镜成像规律”的教学处理

按照探究教学的一般规律和基本环节,结合自身的教学实践,从课题引入—设计实验与收集数据—规律的归纳与总结—规律的理解与应用4个板块,对"凸透镜成像规律"的教学进行了研究,提出了处理建议.     

亲历探究凸透镜成像规律

通过改进实验仪器、探究方法、数据分析,能让学生亲历科学家的探究过程和方法,尝试实现凸透镜成像规律的真正探究.     

反射成像法测薄凸透镜的曲率半径

笔者在采用自准直法测薄凸透镜的焦距时,发现一测定值与给出值相差甚远,并发现此时成像与平面反射镜无关.为了避免同学们在实验中误将此时成像当作利用自准直法的成像,笔者对其成像原理进行了分析,并利用成像原理设计了一种测薄凸透镜曲率半径的方法--反射成像法,弥补了"牛顿环法"只能测平凸透镜曲率半径的不足.     

"透镜对光作用"实验的改进

“透镜对光作用”实验是初中物理光学部分一个重要的演示实验，做好这个演示实验，对于学生理解凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对光起着发散作用的性质，非常重要．     

一个研究型物理实验项目——周期物成像规律实验

介绍清华大学物理系如何将“Talbot效应实验”排成研究型实验,以利激发学生的求知欲,拓宽知识面,进而促进其综合能力提高的有益经验。     

凸透镜焦距测量中实验方法的改进

凸透镜焦距的不确定度评价和减小实验误差的方法已经有很多研究,本文着重研究如何最大发挥透镜的作用,通过合适的测量方法适应凸透镜焦距、光阑直径以减小实验误差,提出了导致实验误差的重要因素——焦深与透镜参数的关系,并研究了近轴光线对实验误差的影响。研究结果为减小实验误差提供了一种新的思路,同时更加深入地研究了透镜成像的规律。     

基于学习进阶理论的中学物理教学设计——以“探究圆柱凸透镜成像规律”为例

以学习进阶理论为指导,对"探究圆柱凸透镜成像规律"的教学进行设计.在学生原有认知的基础之上,根据学生的思维发展特点,确定"进阶起点和终点",规划"进阶路径",逐层递进,引导学生探究出圆柱凸透镜的成像规律,培养学生科学思维与解决实际问题的能力.     

初中物理教学中凸透镜成像规律的实验与建构

采用实验的方法帮助学生建构凸透镜成像的认识,通过对实验现象的归纳给出凸透镜成像规律.     

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。     

基于凸优化的激光诱导击穿光谱基线校正方法

在激光诱导击穿光谱定量分析中,基线是LIBS光谱信号的重要组成部分,由于受到实验参数设置及实验环境变化等影响,导致等离子体的发射谱线呈现不同程度的基线漂移现象,因此基线校正是光谱分析的重要环节。现有算法如多项式拟合通常需要设定关键参数,不具备自适应性。由于激光诱导产生的等离子体光谱信号的特征峰具有明显的独立性和稀疏性,以及基线具有低通特性,因此在凸优化约束框架下,提出了非参数化基线校正模型。同时,利用高效率的迭代算法来保证结果的收敛性。首先对23个高合金钢样本的光谱信号进行基线校正,然后以合金钢样本中的铬(Cr)元素为分析对象,并选取11条分析线进行定量分析。分别采用PLS和SVM定量模型进行训练和预测,并且与传统方法相比较,证明了所提出方法可以提高定量分析精度。     

太赫兹连续波成像的质量改进与降噪

太赫兹波成像具有电离辐射小,对有机物鉴别力高等多种技术优势,因而非常适合应用于非接触式、非破坏性成像检测。然而这种成像手段易受到成像时电磁环境干扰和设备功率变化等问题的影响,因而存在一些特定的干扰模式,导致大部分的太赫兹脉冲扫描图像很难获得高清晰度的图像。利用搭建的太赫兹连续波源透射光路成像系统实现了逐点扫描式太赫兹成像。通过阈值灰度变换算法的改进优化,对卡片、树叶、一元硬币和钥匙四种样品的太赫兹波图像进行了去噪,然后基于拉普拉斯算子对图像进行锐化增强,并用均方误差和峰值信噪比估计等对去噪效果进行评价。去噪后太赫兹波扫描的部分样品峰值信噪比估计值提高可达4～5 dB,图像质量得到明显改善。研究证明所搭建的太赫兹成像系统具有一定的应用前景。     

傅里叶望远术成像系统的实验研究

傅里叶望远术(FT)是一种主要针对远距离暗弱目标的高分辨率光学干涉成像技术.它利用多束空间距离不同、时间频率受调制的激光干涉照明目标,通过解调光强探测器接受反射的回波时序信号来提取目标的傅里叶频谱,并利用相位闭合技术消除光程差和大气湍流等造成的相位畸变.采用发散光干涉在实验室内实现了傅里叶望远术对一维和二维目标的重构....     

红外通讯特性实验仪的改进

根据材料红外特性测量实验中实验仪所存在的问题,对红外特性实验仪的结构进行了改进以控制相关外界因素的影响,提高了实验精度,减小了实验误差。     

赤潮生物监测荧光成像系统背景光源改进

介绍了一种海洋赤潮生物监测荧光成像系统,该系统的背景光源为海洋赤潮生物监测荧光成像系统的重要组成部分,赤潮生物监测荧光成像系统背景光源选择是否合理将直接影响着藻类成像清晰度,由于各种赤潮藻含有不同的特征纹理,其纹理特征将决定是否能准确识别出藻类并对其进行分类,进而影响到对赤潮的准确预报。为了解决赤潮藻图像的清晰度等问题,作者利用自行设计的荧光成像系统,对不同成像光源的成像效果进行了分析和比较。实验证明,近红外光源可以有效地获得清晰的藻类纹理信息,使得后继的图像处理工作更加容易,从而解决了藻类图像暗黑以至于图像处理起来较为困难等问题。     

“透镜焦距测量”实验中物屏的改进

针对透镜焦距测量实验中由焦深引起的测量误差,改进了透镜焦距测量实验中的物屏。用此屏测量薄凸透镜的焦距可改善成像焦深现象,同时减小实验所得焦距的离散性。     

临边成像光谱仪信噪比分析及实验研究

临边成像光谱仪是一种对大气遥感探测有重要研究和应用价值的新型空间光学遥感仪器。信噪比是定量评价成像光谱仪成像质量和辐射性能的的一项重要指标,信噪比的估算和测量对成像光谱仪的研制至关重要。针对临边成像光谱仪从辐射传输和能量转换角度,建立了信噪比模型,推导了色散型临边成像光谱仪信噪比计算公式,编制了信噪比快速计算程序。利用大气辐射传输软件MODTRAN 4.0模拟计算出在典型观测条件下仪器入瞳光谱辐亮度,从理论上估算了已研制成的临边成像光谱仪原理样机在典型观测条件下的信噪比。结果表明,在典型观测条件下原理样机的信噪比不低于8。作为实验验证,利用内照明积分球光源对临边成像光谱仪原理样机进行了信噪比测量,测量结果证实了理论模型的正确性。     

气体放电等离子体参数测量仪的优化和改进

气体放电等离子体参数的研究实验是近代物理实验教学大纲基本要求的实验,该实验仪器存在很多问题,如放电不稳定,无法准确读取实验数据,复杂的数据处理过程等。对气体放电等离子体参数测量仪进行改造,制备封闭的稳定的放电管,改进测量电路,对仪器外观重新优化设计。从而改善实验测量的精度与准确度,提高实验效率,并能拓展实验内容。     

频谱编码深度成像实验研究

频谱编码显微镜是用衍射光栅和光谱分析装置来获得显微图像.样品上不同的位置被不同的波长照明,通过对反射光光谱进行解码来得到空间信息.搭建了一个基于超连续光源和自制光谱仪的频谱编码显微成像系统,其横向分辨率为1.72±0.13μm(编码线方向)和1.26±0.08μm(垂直于编码线方向),测得不同横向位置处的轴向分辨率有差异.对离体猪肝组织不同部位进行了成像(可见血管、肝窦内皮细胞和肝细胞);对鸡心组织以10μm深度间隔进行成像,测得不同深度处结构信息不一样.结果表明,采用该频谱编码成像的方法能够进行高分辨的深度成像.