第一篇：光學(xué)課程設(shè)2

光電子一班

董君

2006031029 光學(xué)課程設(shè)計(jì)

——開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)

姓名：學(xué)

號(hào)

：年級(jí)班級(jí)：指導(dǎo)教師姓名：論文完成日期：

張翔

光電子一班

董君

2006031029

目錄

總頁(yè)數(shù)：14頁(yè) 引言..............................................................................................................1 1.1 1.2 2

2.1 2.2 2.3 3

3.1 3.2 3.3 背景介紹............................................................................................1 設(shè)計(jì)目的............................................................................................1 望遠(yuǎn)鏡的種類....................................................................................1 望遠(yuǎn)鏡的常見(jiàn)參數(shù)............................................................................2 望遠(yuǎn)鏡的一般結(jié)構(gòu)............................................................................2 成像原理............................................................................................3 放大率定義........................................................................................3 外形尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算：............................................................4 3.3.1 已知參數(shù)：.................................................................................4 3.3.2 求解外形尺寸參數(shù):....................................................................5 物鏡和目鏡結(jié)構(gòu)的選?。?.........................................................................6 4.1 物鏡....................................................................................................6 4.1.1 物鏡的選取.................................................................................6 4.1.2 物鏡組的主要參數(shù).....................................................................7 4.2 目鏡....................................................................................................8 4.2.1 目鏡的選取.................................................................................8 4.2.2 目鏡組參數(shù).................................................................................9 6 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì):.......................................................................................10 望遠(yuǎn)鏡的初級(jí)相差設(shè)計(jì)（P-W設(shè)計(jì)）....................................................11 6.1 6.2 6.3 7 像差公式：......................................................................................11 系統(tǒng)光路圖......................................................................................11 伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)簡(jiǎn)介..................................................................11

望遠(yuǎn)鏡介紹..................................................................................................1

開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡..............................................................................................3

設(shè)計(jì)總結(jié)及心得體會(huì)................................................................................12

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董君

2006031029 1 引言

1.1 背景介紹 望遠(yuǎn)鏡是一種用于觀察遠(yuǎn)距離物體的目視光學(xué)儀器，能把遠(yuǎn)物很小的張角按一定倍率放大，使之在像空間具有較大的張角，使本來(lái)無(wú)法用肉眼看清或分辨的物體變清晰可辨。所以，望遠(yuǎn)鏡是天文和地面觀測(cè)中不可缺少的工具。它是一種通過(guò)物鏡和目鏡使入射的平行光束仍保持平行射出的光學(xué)系統(tǒng)。

在日常生活中，望遠(yuǎn)鏡主要指光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。但是在現(xiàn)代天文學(xué)中，天文望遠(yuǎn)鏡包括了射電望遠(yuǎn)鏡，紅外望遠(yuǎn)鏡，Ｘ射線和伽嗎射線望遠(yuǎn)鏡。近年來(lái)天文望遠(yuǎn)鏡的概念又進(jìn)一步地延伸到了引力波，宇宙射線和暗物質(zhì)的領(lǐng)域。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡通常是呈筒狀的一種光學(xué)儀器，它通過(guò)透鏡的折射，或者通過(guò)凹反射鏡的反射使光線聚焦直接成像，或者再經(jīng)過(guò)一個(gè)放大目鏡進(jìn)行觀察。日常生活中的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡又稱“千里鏡”。它主要包括業(yè)余天文望遠(yuǎn)鏡，觀劇望遠(yuǎn)鏡和軍用雙筒望遠(yuǎn)鏡。

1.2 設(shè)計(jì)目的 1.了解望遠(yuǎn)鏡基本結(jié)構(gòu)、工作原理、及其種類。

2.利用應(yīng)用光學(xué)知識(shí)，對(duì)望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸、物鏡組、目鏡組及轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的簡(jiǎn)易或原理設(shè)計(jì)。

3.了解光學(xué)設(shè)計(jì)中的PW法基本原理。望遠(yuǎn)鏡介紹

2.1 望遠(yuǎn)鏡的種類 1.折射望遠(yuǎn)鏡

用透鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡。分為兩種類型：由凹透鏡作目鏡的稱伽利略望遠(yuǎn)鏡；由凸透鏡作目鏡的稱開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡。伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史中占有重要 地位。它由一個(gè)凹透鏡(目鏡)和一個(gè)凸透鏡(物鏡)構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單能直接成正像。一般為民用或兒童玩具用放大倍開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡由兩個(gè)凸透鏡構(gòu)成。由于兩者之間有一個(gè)數(shù)通常為 3～12倍。實(shí)像, 可方便 的安裝分劃板, 并且各種性能優(yōu)良 , 所以目前軍用小型

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天文等專業(yè)級(jí) 的望遠(yuǎn)鏡都采用此種結(jié)構(gòu)。2.反射望遠(yuǎn)鏡

用凹面反射鏡作物鏡的望遠(yuǎn)鏡?？煞譃榕ｎD望遠(yuǎn)鏡、卡塞格林望遠(yuǎn)鏡等幾種類型。最早由牛頓發(fā)明, 沒(méi)有色差,，而且將凹面制成旋轉(zhuǎn)拋物面即可消除球差。凹面上鍍有反光膜,通常是鋁。反射望遠(yuǎn)鏡鏡筒較短，而且易于制造更大的口徑, 所以現(xiàn)代大 型天文望遠(yuǎn)鏡幾乎無(wú)一例外都是反射結(jié)構(gòu)。3.折反射望遠(yuǎn)鏡

在球面反射鏡的基礎(chǔ)上，再加入用于校正像差的折射元件，可以避免困難的大型非球面加工，又能獲得良好的像質(zhì)量。比較著名的有施密特望遠(yuǎn)鏡。

2.2 望遠(yuǎn)鏡的常見(jiàn)參數(shù) 1.放大倍數(shù)

一般用目鏡視角與物鏡入射角之比作為望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)的標(biāo)示，但通常用物鏡焦距與目鏡焦距之比計(jì)算，表示景物被望遠(yuǎn)鏡拉近的程度，比如一具10倍放大倍數(shù)的望遠(yuǎn)鏡表示用此望遠(yuǎn)鏡觀察距觀察者1000米處的景物的效果，距觀察者不使用望遠(yuǎn)鏡而直接在100米處肉眼觀察該景物的效果是一樣的。2.視場(chǎng)角（視場(chǎng)范圍）

用1000米處產(chǎn)品可視景物范圍標(biāo)示，如126M/1000M，表示距觀察者1000米處，望遠(yuǎn)鏡可觀察到126米范圍的視場(chǎng)。3.入瞳直徑 4.出瞳直徑

光線經(jīng)過(guò)目鏡匯聚后，在目鏡后形成的亮斑的直徑。5.分辨率

分辨率就是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素的多少。6.黃昏系數(shù)

由德國(guó)蔡司光學(xué)公司發(fā)表。反映了不同口徑和放大倍率的望遠(yuǎn)鏡在暗光條件下的觀察效能。計(jì)算方法：望遠(yuǎn)鏡的倍率和口徑的乘積求開(kāi)平方。7.視度范圍 8.光軸平行度 9.像傾斜

2.3 望遠(yuǎn)鏡的一般結(jié)構(gòu)

簡(jiǎn)易天文望遠(yuǎn)鏡由物鏡、物鏡鏡筒、目鏡、目鏡鏡筒等組成。最簡(jiǎn)單 的望遠(yuǎn)鏡由兩片鏡片組成, 物鏡為凸透鏡或凹鏡, 目鏡可以是凸透鏡, 也可

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以是凹透鏡。中央比邊緣薄的是凹透鏡, 用來(lái)糾正近視;中央比邊緣厚的是凸透鏡, 用來(lái)糾正遠(yuǎn)視。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡 3.1 成像原理 原理由兩個(gè)凸透鏡構(gòu)成（如圖1）。由于兩者之間有一個(gè)實(shí)像，可方便的安裝分劃板，并且各種性能優(yōu)良，所以目前軍用望遠(yuǎn)鏡，小型天文望遠(yuǎn)鏡等專業(yè)級(jí)的望遠(yuǎn)鏡都采用此種結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)成像是倒立的，所以要在中間增加正像系統(tǒng)。

正像系統(tǒng)分為兩類：棱鏡正像系統(tǒng)和透鏡正像系統(tǒng)。我們常見(jiàn)的前寬后窄的典型雙筒望遠(yuǎn)鏡既采用了雙直角棱鏡正像系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在正像的同時(shí)將光軸兩次折疊，從而大大減小了望遠(yuǎn)鏡的體積和重量。透鏡正像系統(tǒng)采用一組復(fù)雜的透鏡來(lái)將像倒轉(zhuǎn)。

圖1開(kāi)普勒（Kepler telescope）望遠(yuǎn)鏡光路示意圖:

3.2 放大率定義 1..垂軸放大率

代表共軛面像高和物高之比。2.軸向放大率

當(dāng)物平面沿著光軸移動(dòng)微小距離dx時(shí)，像平面相應(yīng)地移動(dòng)距離dx’,比例

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dx/dx’稱為光學(xué)系統(tǒng)的軸向放大率。3.角放大率

角放大率是共軛面上點(diǎn)A出發(fā)的光線通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后，與光軸的夾角U’的正切和對(duì)應(yīng)的入射光線與光軸所成的夾角U的正切之比。

這三種放大率依次記為

由圖1開(kāi)普勒（Kepler telescope）望遠(yuǎn)鏡光路示意圖可求出望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的三種放大率為：

??＝-'?f1??'f1??＝-?...............................................................(1)f2?2?f2???＝?'???f??1???f2式中，f1',f2分別是和目鏡的焦距。由式可見(jiàn)，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的放大率僅僅取決于望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。4.視放大率：

望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的視放大率（又稱視角放大率）是遠(yuǎn)處物體經(jīng)系統(tǒng)所成的像對(duì)眼極限分辨角：

???tan?'睛張角?'的正切與該物體直接對(duì)眼睛張角?的正切之比。以表示公式為：

f1'tan??-f2...........................................(2)一定類型的目鏡,它的視場(chǎng)角2?'是一定的。增大視放大率?必須同時(shí)減少視場(chǎng)角2?。5.視角分辨率

望遠(yuǎn)鏡的正常放大率應(yīng)使望遠(yuǎn)鏡能分辨的眼睛也能分辨。光學(xué)儀器的極限分辨角為，要求???60''?70''（人的眼睛的極限分辨角為60''）。

???tan?'tan??60''?...............................................(3)3.3 外形尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算： 3.3.1 已知參數(shù)：

1.鏡筒長(zhǎng)度L?315mm 2.放大率Γ?20? 3.視場(chǎng)角2??3?20?

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3.3.2 求解外形尺寸參數(shù):

1.目鏡的視場(chǎng)角2?'：

由公式（2）得：tan?'???tan??20?tan1.667

???30.202'??3012?'……………………………….（4）

?2?'?60?24?

2.望遠(yuǎn)鏡的分辨率?：

由望遠(yuǎn)鏡分辨率與視放大率關(guān)系式即公式（3）：

??60?''?6020''?3......................................................................（.5）''3.物鏡的通光口徑D：

物鏡的口徑取決與分辨率的要求，若使物鏡的分辨率與放大率相適應(yīng)，望遠(yuǎn)鏡口徑與放大率的關(guān)系滿足??D2.3，為減輕眼睛負(fù)擔(dān)，可取??(0.5~1)*D及D?(1~2)*?，這里系數(shù)取1.5，則:

…………………….……………..（6）

D?1.5??30mm4.出瞳直徑D'：

DD'???D?'D??3020?1.5mm.........................................................（7）

5.物鏡焦距f1'與目鏡焦距f2：

?L?f1’?f2?315?‘f1????20?f2??f‘?300mm1??..................................（8）?f2?15mm

6.視場(chǎng)光闌的直徑D視：

'視場(chǎng)光闌的直徑D視取決于物鏡的像高y物

y物＝f1?tan?D視?2y物?2?f1?tan?............................................................（9）?2?300?tan1.67?17.46mm''''

7.目鏡口徑D目：

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目鏡的視場(chǎng)角2??，以及出瞳直徑2Rz限制了目鏡的口徑，據(jù)此計(jì)算：

??tan??R目?Rz?lxD目?2*R目?2*(1.5?15.75?tan30?20?)...............................................（10）?21.334mm8.出瞳距l(xiāng)z：

孔徑光闌選在物鏡框上，軸外光束的主光線通過(guò)物鏡中心O，假定在目鏡組的投射高為R

?tan????tan(?)?tan(?)tan(?)''?RL'Rlz?lzL??L??L??31520?15.75mm..............................（..11）'?'lz?tan(?)tan(?)

9.目鏡的視度調(diào)節(jié)量：

x??f2x'2?5?1510002mm?1.125mm.........................(12)4 物鏡和目鏡結(jié)構(gòu)的選?。?/p>

4.1 物鏡 4.1.1 物鏡的選取

為了克服色差引起的成像模糊和獲得較高的分辨率、較強(qiáng)的亮度，常采用雙膠合物鏡和雙分離物鏡。1.雙膠物鏡

雙膠物鏡（如圖2）是一種常用的消色差望遠(yuǎn)物鏡，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，光能損失少采用不同折射率的冕牌玻璃和火石玻璃搭配而成，當(dāng)合理選配時(shí)可同時(shí)校正球差，色差及正弦差。但由于熱膠合會(huì)產(chǎn)生玻璃變形而影響精度，一般口徑不宜超過(guò)80mm。雙膠合物鏡不能校正二級(jí)光譜，其值與焦距成正比，是個(gè)定

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值。又因?yàn)檫@種物鏡不能校正軸外像差，所以視場(chǎng)角不得超過(guò)8。～10。

圖2：雙膠物鏡

圖3：雙分離物鏡

2.雙分離物鏡

雙分離物鏡（如圖3）用于口徑較大的望遠(yuǎn)鏡物鏡。由于可以利用正負(fù)透鏡之間的間隙設(shè)計(jì)，使帶球差有所降低，但色球差依然不能校正，二級(jí)光譜反而有所增大，其他像差校正與雙膠合透鏡雷同。但裝備稍困難一些，對(duì)物鏡框的要求高一些。它和雙膠合物鏡比有如下優(yōu)缺點(diǎn)：

a)光能損失比雙膠能物鏡大些；

b)適應(yīng)于直徑加大的情況，雙膠合物鏡因受膠層應(yīng)力和脫膠的影響，直徑不宜超過(guò)100mm,而雙分離物鏡沒(méi)有這種限制。

c)雙分離物鏡裝配對(duì)困難，使用中也容易尚失共軸性。

4.1.2 物鏡組的主要參數(shù)

1.等效焦距f1' 2.相對(duì)孔徑Df' 3.視場(chǎng)角2?

物鏡選取經(jīng)計(jì)算所得的物鏡組參數(shù)為： 等效焦距f1'?300mm

相對(duì)孔徑 Df1'?30300?110 視場(chǎng)角2??3.33?

望遠(yuǎn)鏡物鏡的結(jié)構(gòu)型式主要有6種，雙膠合透鏡適用的光學(xué)特性和特點(diǎn)主要有：

視場(chǎng)為2??10?

不同焦距適用的最大相對(duì)孔徑為：

501;30031;1501;100064110計(jì)算所得參數(shù)正好滿足雙膠合物鏡的各項(xiàng)指標(biāo)，故選用雙膠合物鏡作為此望遠(yuǎn)鏡的物鏡.第7頁(yè)

4.2 目鏡 4.2.1 目鏡的選取

1.惠更斯目鏡（H或HW）

由二片分離的同種牌號(hào)玻璃的平凸透鏡組成，兩凸面皆朝向物鏡（如：圖4）。較大透鏡的焦距近似于較小透鏡的三倍。此類目鏡消除了彗差，倍率色差，像散也很小，但球差和位置色差還較大。像場(chǎng)非常彎曲，向眼睛這一邊突出，因此視場(chǎng)角較小，僅為250～400。由于目鏡的第一主焦點(diǎn)在二塊透鏡之間，故不能安裝十字或分劃板，不能作為測(cè)微目鏡。此類目鏡容易制造，價(jià)格低廉，但眼睛必須很靠近接目鏡而不方便，在望遠(yuǎn)鏡中不常用。

將惠更斯目鏡的場(chǎng)鏡不用平凸透鏡而改成彎月形透鏡，不僅使場(chǎng)曲有所改善，有效視場(chǎng)可增至50*，這種目鏡常用于一般折射望遠(yuǎn)鏡中。

圖4惠更斯目鏡

圖5冉斯登目鏡

2.冉斯登目鏡（R或SR）

此類系統(tǒng)目鏡特別適用于小型望遠(yuǎn)鏡使用。由于它僅由二片同種光學(xué)材料制成，且有一面是平面，二凸面相對(duì)而置（如：圖5），價(jià)格則比較便宜，也容易制造。此目鏡沒(méi)有畸變，但有色差。因?yàn)榍虿钚?，且視?chǎng)光欄在目鏡的場(chǎng)境前，因此可以作為測(cè)微目鏡和導(dǎo)引目鏡。此目鏡的場(chǎng)鏡平面離視場(chǎng)光欄甚近，場(chǎng)鏡平面上的小點(diǎn)及灰塵都能在接目鏡上看到。視場(chǎng)的視尺寸約250～400。

兩鏡片可取完全相同的材料及尺寸，每片的焦距為f'=4/3×f（f為目鏡焦距），鏡片的一面是平面，另一面的曲率半徑R＝(n-1)×f'。此式中n為所選取光學(xué)玻璃的折射率，一般采用K9玻璃，可取np＝1.5163（nD是波長(zhǎng)為5893A時(shí)的折射率）。而二片鏡片之間的間隔d＝2/3×f'（d為二球面頂點(diǎn)間的距離）。3.凱涅爾目鏡（K）

一種改進(jìn)型的冉斯登目鏡，二片組成的接目鏡及雙凸透鏡作為場(chǎng)鏡（如：圖6）。它能校正倍率色差，同時(shí)也減小了位置色差、像散和畸變。視場(chǎng)角大于400，可達(dá)500。此目鏡系統(tǒng)在天文望遠(yuǎn)鏡中普遍采用，特別適用于低、中倍率。

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圖6凱涅爾目鏡

(a)

(b)

圖7對(duì)稱目鏡

4.對(duì)稱目鏡

由兩個(gè)雙膠合組構(gòu)成的物鏡（如圖：7）。隨著兩透鏡組相對(duì)位置的不同，可以分為如（a）和(b)所表示的兩類。圖（a）形式的物鏡可以增大相對(duì)孔徑達(dá)到1：2.5~1：3;圖（b）形式的物鏡可以增加視場(chǎng)。例如，相對(duì)孔徑為1：5時(shí)視場(chǎng)可以達(dá)到300

圖8無(wú)畸變目鏡

圖9愛(ài)勒弗廣角目鏡

5.無(wú)畸變目鏡

采用四片組結(jié)構(gòu)，由一塊三膠合透鏡和一塊平凸透鏡組成，其中三膠合透鏡中間的一塊為負(fù)透鏡（如圖：8）。阿貝無(wú)畸變目鏡能夠很好地消除球差、色差，還消除了畸變，視場(chǎng)約為40-45度，特別適用于高倍率的觀測(cè)，如觀察行星的表面。這種目鏡是由德國(guó)物理學(xué)家恩斯特·阿貝于1880年發(fā)明的。6.愛(ài)勒弗廣角目鏡

1917年研制成功，是專門為需要大視場(chǎng)的軍用望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)，是其后所有廣角目鏡的鼻祖，結(jié)構(gòu)為5片三組，視場(chǎng)高達(dá)60-75度（如圖：9）。非常適合觀測(cè)深空天體，由于邊緣存在像散，所以不太適合高倍設(shè)計(jì)，其在低倍時(shí)的表現(xiàn)是非常出色的。

4.2.2 目鏡組參數(shù)

經(jīng)計(jì)算所得的目鏡組參數(shù)

?15mm 1.等效焦距f‘目2.相對(duì)孔徑 D'f1'?1.515?110

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3.視場(chǎng)角2?‘?60?24'

''4.相對(duì)出瞳距離：lZf1?15.7515?1.05

以上參數(shù)基本滿足愛(ài)勒弗廣角目鏡。故這里選用愛(ài)勒弗廣角目鏡作為望遠(yuǎn)鏡目鏡。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì): 對(duì)于開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，放大率為負(fù)值，系統(tǒng)成倒立的像，所以，要成正立的像，就必須在系統(tǒng)中加一個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由一組棱鏡構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)像有兩種結(jié)構(gòu)的棱鏡，porro棱鏡和roof棱鏡。porro棱鏡的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，透光率高，成像質(zhì)量好，但望遠(yuǎn)鏡體積偏大。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可以采用反向porro棱鏡轉(zhuǎn)像，不過(guò)又帶來(lái)了新的問(wèn)題，物鏡的口徑偏小，不適合低照度環(huán)境下使用。roof棱鏡的最大優(yōu)點(diǎn)是采用它之后望遠(yuǎn)鏡的體積可以做得最小，望遠(yuǎn)鏡的重量也隨之下降，但是這種棱鏡結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且透光率比porro棱鏡低5%，需要鍍相位膜，所以要做個(gè)優(yōu)質(zhì)roof棱鏡望遠(yuǎn)鏡，要付出很大代價(jià)。

第10頁(yè) 望遠(yuǎn)鏡的初級(jí)相差設(shè)計(jì)（P-W設(shè)計(jì)）

6.1 像差公式： ?球差和數(shù)SI??hP???(1)?彗差和數(shù)S???hz?J?W???(2)?2?hzhz2像散和數(shù)S?P?2J??h?hW?J?????(3)???2 像彎和數(shù)SIV?J??????(4)?32?hzhzh?畸變和數(shù)SV??2P?3J?2W?J2?z?(3??)???(5)hhh?2?位置色差和數(shù)SIC??hC???(6)?倍率色差和數(shù)S?C??hhzC???(7)?由初級(jí)像差直接求解薄透系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，大體步驟如下：

已知的外部參數(shù)?,h,hz,J代入，列出只剩下各個(gè)透鏡像差特性參數(shù)P,W,C的初級(jí)像差方程組并求解。由P,W,C求各個(gè)透鏡組的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

6.2 系統(tǒng)光路圖 6.3 伽利略望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)簡(jiǎn)介 伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史中占有重要地位。它由一個(gè)凹透鏡（目鏡）和一個(gè)凸透鏡（物鏡）構(gòu)成。光線經(jīng)過(guò)物鏡折射所成的實(shí)像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點(diǎn)上，這像對(duì)目鏡是一個(gè)虛像，因此經(jīng)它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠(yuǎn)鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。其優(yōu)點(diǎn)是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。但自從開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后此種結(jié)

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構(gòu)已不被專業(yè)級(jí)的望遠(yuǎn)鏡采用，而多被玩具級(jí)的望遠(yuǎn)鏡采用，所以又被稱作觀劇鏡。

伽利略望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)圖和成像圖： 設(shè)計(jì)總結(jié)及心得體會(huì) 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是方案的選擇 ,核心是設(shè)計(jì) ,目的是將已掌握的知識(shí)應(yīng)用于具體實(shí)踐中 ,通過(guò)對(duì)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) ,使我們?cè)谶@幾方面都得到初步訓(xùn)練。設(shè)計(jì)過(guò)程中，重新學(xué)習(xí)了光學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，加深了對(duì)知識(shí)的理解。3 學(xué)到了基本的光學(xué)工程設(shè)計(jì)的流程，從外形尺寸的計(jì)算到光學(xué)零件結(jié)構(gòu)的選擇，及相差的設(shè)計(jì)等。對(duì)望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)系統(tǒng)有了整體的認(rèn)識(shí)，熟悉了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本的指標(biāo)參數(shù)，如分辨率，相對(duì)孔徑及相差等。

由于對(duì)專業(yè)的設(shè)計(jì)軟件不熟悉，作圖是用的word的基本作圖工具所作，不是很專業(yè)。

由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的靈活性 ,學(xué)生的自由空間大 ,課堂氣氛活躍 ,又充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性 ,更激發(fā)了作實(shí)驗(yàn)的興趣 ,學(xué) 生普遍反映這樣的實(shí)驗(yàn)選題好 ,對(duì)以后的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)和科研能力一定會(huì)有幫助 ,希望今后多開(kāi)設(shè)些此類實(shí)驗(yàn)。

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第二篇：《工程光學(xué)課程設(shè)計(jì)》課程簡(jiǎn)介

《工程光學(xué)課程設(shè)計(jì)》課程簡(jiǎn)介

一、課程基本信息

課程代碼：0807908007

課程名稱：工程光學(xué)課程設(shè)計(jì)

英文名稱：Course Project of Engineering Optics

學(xué)分：1總 學(xué) 時(shí)：1周講課學(xué)時(shí)：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 1周上機(jī)學(xué)時(shí)： 0課外學(xué)時(shí)： 0

適用對(duì)象：光電信息科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生

先修課程：大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、工程光學(xué)

開(kāi)課單位：通信工程學(xué)院

二、課程內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)

本課程是學(xué)完《工程光學(xué)》課程之后，讓學(xué)生綜合運(yùn)用工程光學(xué)知識(shí)，進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以加深對(duì)工程光學(xué)基本知識(shí)的理解，對(duì)教材內(nèi)容有一個(gè)系統(tǒng)的全面的認(rèn)識(shí)。在課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高綜合應(yīng)用知識(shí)、分析解決問(wèn)題的能力，達(dá)到將理論知識(shí)和實(shí)踐初步結(jié)合的目的。

三、對(duì)教學(xué)方式、實(shí)踐環(huán)節(jié)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基本要求

1、學(xué)習(xí)對(duì)基本的光學(xué)元件的特性和功能進(jìn)行測(cè)試；

2、初步掌握簡(jiǎn)單組合光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；

3、撰寫規(guī)范的設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和科學(xué)的態(tài)度。

四、考核方式與學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定（請(qǐng)注明平時(shí)成績(jī)、考試成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)等各部分占比）

1、考核方式：根據(jù)考勤、設(shè)計(jì)、答辯驗(yàn)收、報(bào)告撰寫情況綜合評(píng)分

2、成績(jī)?cè)u(píng)定：書面設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告的綜合成績(jī)25%；完成設(shè)計(jì)、完整的結(jié)果數(shù)據(jù)60%；創(chuàng)新能力 5%；態(tài)度和紀(jì)律10%

最終成績(jī)分優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五檔。

第三篇：c++課程設(shè)心得

C++課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)

短學(xué)期的課程設(shè)計(jì)是一次非常珍貴的機(jī)會(huì)，這是一次可以讓我們所學(xué)的理論 與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)。我們選擇了成績(jī)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)這一題目。通過(guò)這次比較完整的一個(gè)程序的設(shè)計(jì)，我走出了純理論的學(xué)習(xí)，從一種全新的角度去學(xué)習(xí)。并且在小團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，除去知識(shí)的大量更新，我學(xué)到了很多東西。

其實(shí)個(gè)人而言，我體會(huì)較深的一點(diǎn)是團(tuán)隊(duì)互相幫助學(xué)習(xí)的過(guò)程，自己看書學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，以及從網(wǎng)上以及其他各種途徑獲得信息和知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)。理論與實(shí)際相結(jié)合的設(shè)計(jì)，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、對(duì)程序整體的把握等其他能力水平。而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，我的各方面經(jīng)驗(yàn)都得到了極大的豐富。同組的同學(xué)有著很強(qiáng)的C++實(shí)力，在進(jìn)行編程的過(guò)程中，我向她學(xué)到了c++的很多知識(shí)，交流中也總結(jié)出比書本上更精髓生動(dòng)的語(yǔ)言。在自己琢磨c++各種陌生知識(shí)的時(shí)候，隊(duì)友的耐心與任性，對(duì)于知識(shí)的渴求，對(duì)于工作的專注，極大程度上鼓舞了我。我們?cè)诮涣髦校虐l(fā)出了很多設(shè)計(jì)靈感，互相建議改進(jìn)的過(guò)程中，我們分別從各個(gè)方面共同改進(jìn)著，這個(gè)已經(jīng)不能僅僅稱作課程設(shè)計(jì)的作品。從知識(shí)獲得方面來(lái)說(shuō)，各種已經(jīng)學(xué)習(xí)到的C++知識(shí)以及各種從網(wǎng)上搜索來(lái)的案例，我們都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉的。和老師以及同學(xué)的溝通交流更使我對(duì)程序整體的規(guī)劃與設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)，也對(duì)自己提出了新的要求。

提高是有限的但提高也是全面的。正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的耐力、理解力、實(shí)踐力。順利如期的完成本次課程設(shè)計(jì)給了我很大的信心，但是也為我指出很多不足的地方。學(xué)習(xí)其實(shí)就是一個(gè)不斷完善的過(guò)程，正視自己的不足之處。在以后的工作和學(xué)習(xí)中不斷的彌補(bǔ)這些不足之處，在以后的生活中也要保持同樣的態(tài)度，不斷地完善自己。

為期一周不到的MFC課程設(shè)計(jì)就要這樣畫上一個(gè)句號(hào)了。從這不長(zhǎng)不短的四周中，我獲得了知識(shí)，學(xué)到了研究的堅(jiān)持與韌性，這一周不僅僅是交出了一份作業(yè)，還對(duì)自己有了新的認(rèn)識(shí)。

C++課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)

“課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程?！痹谶@次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我深深地體會(huì)到了理論與實(shí)踐結(jié)合的過(guò)程，當(dāng)實(shí)踐成功時(shí)的成就感，從整個(gè)過(guò)程中我受益匪淺。

從確定了題目，一直到完成整個(gè)大作業(yè)，在整整一周的日子里，我學(xué)到很多的東西。不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，并且發(fā)掘了很多在已有的書本上所沒(méi)有的知識(shí)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題很平常，從沒(méi)見(jiàn)過(guò)的、沒(méi)有任何頭緒解決的、第一次做的、問(wèn)題都肯定是難免。而解決這些問(wèn)題的過(guò)程，給我?guī)?lái)了極大的收獲。除去知識(shí)上的自我完善，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，完善自身的不足，也是這次課程設(shè)計(jì)給我?guī)?lái)的很大的收獲。短學(xué)期課程設(shè)計(jì)我們小組選擇了成績(jī)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的題目。在已有的C++知識(shí)基礎(chǔ)上，大量的MFC新知識(shí)只能從書籍和網(wǎng)絡(luò)中獲得，這個(gè)過(guò)程中，我的自學(xué)能力和研究能力得到了極大地提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，把知識(shí)變成自己的，這樣才能提高自己的能力。獨(dú)立思考的能力，學(xué)習(xí)的能力，動(dòng)手實(shí)踐的能力等等。至今我感慨頗多的應(yīng)當(dāng)是一些難以查出的錯(cuò)誤，編譯時(shí)查不出的錯(cuò)誤，其被發(fā)現(xiàn)時(shí)很可能只是位置的錯(cuò)誤，僅隔數(shù)行，這些微小的信息卻極大地影響了整體的效果。這不僅存在于一個(gè)程序之中，因而我對(duì)于生活中的細(xì)節(jié)也有了改觀，對(duì)于整體和局部的觀念也有了更多的見(jiàn)解。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我還感受到了來(lái)自于同學(xué)小組間交流“頭腦風(fēng)暴”給作品帶來(lái)的極大改變，向老師及時(shí)咨詢也為我們的作品帶來(lái)了極大的幫助。轉(zhuǎn)眼已經(jīng)是周末，我們的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，但是它留給我的東西恒久有效。不論是已經(jīng)屬于我的知識(shí)，還是它帶給我的能力，都使我在各個(gè)方面得到了自我完善。我們學(xué)習(xí)的目的就在于實(shí)踐，這次實(shí)踐的過(guò)程給我?guī)?lái)了極大的收獲，將成為我學(xué)習(xí)生涯中一次獨(dú)特的經(jīng)歷。

第四篇：2012《統(tǒng)計(jì)光學(xué)》研究生課程考試試題

一、簡(jiǎn)答題

（1）維納-辛欽定理及其重要作用；

（2）平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程與各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程；

（3）單模激光光強(qiáng)的一階統(tǒng)計(jì)特性及不同工作閾值對(duì)激光統(tǒng)計(jì)特性的影響；

（4）給出光波相干時(shí)間、相干長(zhǎng)度和復(fù)相干度的定義。

（5）范西特-澤尼克定理。

?1?

二、已知隨機(jī)變量 U?cos?，V?sin?, 且P(?)??????0證明：U與V互不相關(guān)。??2其它????2

三、試證明：偏振熱光瞬時(shí)光強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差等于瞬時(shí)光強(qiáng)的均值，也等于偏振熱光振幅方差的二倍。

四、敘述交叉譜純及其成立的條件，并證明其成立的條件。

五、窄帶光時(shí)變相位復(fù)矢的場(chǎng)解析信號(hào)為ui?p,t??Ai?p,t?e光波的時(shí)間延遲為??x,y?21?j2t，其穿過(guò)薄透明物體?x,y?處n?x,y??n?d?x,y??，設(shè)由物體產(chǎn)生的時(shí)間延遲差比光的相干時(shí)?c間小得多。請(qǐng)導(dǎo)出入射互強(qiáng)度與透射互強(qiáng)度的關(guān)系。

六、推導(dǎo)有隨機(jī)相位屏系統(tǒng)的平均光學(xué)傳遞函數(shù)，并說(shuō)明其物理意義。

第五篇：幾何光學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

幾何光學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要：針對(duì)學(xué)生實(shí)際和課程的發(fā)展，在幾何光學(xué)教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的取舍、數(shù)學(xué)處理的詳略、科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和多媒體的使用等進(jìn)行了研究和實(shí)踐探索，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：幾何光學(xué)；教學(xué)；改革

Educational reform and practice in geometrical optics

Yue Baowang，Gao Yan

Xinzhou Teachers University，Xinzhou，034000，China

Abstract： Against the circumstance of the students and the development of the course，study the choice of the teaching content，the treatment of mathematics，the training of scientific literacy and the usage of multimedia.And get better results in teaching.Key words： geometrical optics； teaching； reform

幾何光學(xué)是光學(xué)中以光線概念為基礎(chǔ)，研究光的傳播和成像規(guī)律的一個(gè)重要分支。幾何光學(xué)發(fā)展歷史長(zhǎng)，理論完善，其結(jié)論在許多情況下符合實(shí)際，在日常生活和生產(chǎn)實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用。幾何光學(xué)作為師范類物理專業(yè)的一門必修課，對(duì)未來(lái)中學(xué)物理教師的培養(yǎng)有著重要的作用。但由于該課程內(nèi)容理論性較強(qiáng)，概念比較抽象，數(shù)學(xué)處理方法較難，再加上課時(shí)緊任務(wù)重，因而要深入學(xué)習(xí)比較困難。近幾年，我們針對(duì)該課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，主動(dòng)適應(yīng)基礎(chǔ)教育新課改的需要，為培養(yǎng)合格的中學(xué)物理教師，不斷進(jìn)行教學(xué)方法的改革與實(shí)踐，總結(jié)出一套較適合幾何光學(xué)課程的教學(xué)方法。幾何光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐

課程的內(nèi)容體系，是提高課程教學(xué)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的核心和基礎(chǔ)。因而我們首先對(duì)幾何光學(xué)課程內(nèi)容從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

（1）在保證幾何光學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容和自身體系基本完整的前提下，刪除與初、高中重復(fù)的內(nèi)容和對(duì)后續(xù)課程關(guān)聯(lián)不緊密的內(nèi)容以及與培養(yǎng)目標(biāo)相去甚遠(yuǎn)的內(nèi)容[1-2]，例如：在幾何光學(xué)的基本原理一章中刪除光的直線傳播定律、光的反射定律、平面反射成像、理想光具組中共軸球面系統(tǒng)的組合、厚透鏡、薄透鏡組合和近軸光學(xué)中的矩陣方法等；在光學(xué)儀器的基本原理一章中刪除人眼的結(jié)構(gòu)、幻燈機(jī)和投影機(jī)的原理、像差等內(nèi)容；壓縮和簡(jiǎn)化了平面折射成像、全反射、三棱鏡、薄透鏡作圖求像（利用主光軸和過(guò)焦點(diǎn)的光線）、光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)等內(nèi)容。以上做法為增加幾何光學(xué)研究新成果和熱點(diǎn)內(nèi)容的介紹贏得了時(shí)間，創(chuàng)造了有利條件。

（2）用有關(guān)幾何光學(xué)的應(yīng)用研究成果，充實(shí)幾何光學(xué)部分應(yīng)用內(nèi)容，同時(shí)重視內(nèi)容的科學(xué)組織，增強(qiáng)幾何光學(xué)自身的邏輯性和系統(tǒng)性，側(cè)重理論聯(lián)系實(shí)際。如講授光學(xué)纖維時(shí)介紹其歷史和典型的應(yīng)用；講到棱鏡時(shí)，對(duì)棱鏡光譜儀分光的定量測(cè)量的成果做適當(dāng)介紹；講授薄透鏡時(shí)，介紹薄透鏡在光學(xué)儀器中的應(yīng)用，尤其是進(jìn)行最新研究成果的介紹；在理想光具組的基點(diǎn)基面中講授節(jié)點(diǎn)時(shí)，增加照相機(jī)中轉(zhuǎn)機(jī)的介紹，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)節(jié)點(diǎn)概念的認(rèn)識(shí)和對(duì)理想光具組理論的理解；講授顯微鏡時(shí)，結(jié)合實(shí)際介紹電子掃描顯微鏡；介紹近視眼矯正時(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)要說(shuō)明如何配眼鏡。使學(xué)生感受到課程與日常生活實(shí)際的聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）教學(xué)過(guò)程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)介紹幾何光學(xué)研究的熱點(diǎn)、重大發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展，激發(fā)學(xué)生對(duì)幾何光學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。如講授光導(dǎo)纖維時(shí)，特意說(shuō)明：現(xiàn)有傳輸總?cè)萘窟_(dá)到17.32 Tb/s，相當(dāng)于2.1億對(duì)人在一根光纖上同時(shí)通話。如講授望遠(yuǎn)鏡時(shí)，講明最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡早已經(jīng)不是哈勃望遠(yuǎn)鏡了，夏威夷的凱克天文臺(tái)是目前最好的望遠(yuǎn)鏡（擁有兩座世界上口徑第二大的光學(xué)近紅外線望遠(yuǎn)鏡―凱克望遠(yuǎn)鏡，口徑10米，僅次于西班牙口徑10.4米的加那利大型望遠(yuǎn)鏡）。講到顯微鏡時(shí)，介紹目前最好的顯微鏡的放大倍數(shù)和最高的分辨本領(lǐng)，即最先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡放大倍數(shù)為3億倍，分辨率可達(dá)0.1埃。同時(shí)介紹我國(guó)1979年研制成分辨本領(lǐng)為0.3納米的大型電子顯微鏡，中科院北京電鏡實(shí)驗(yàn)室和大連理工大學(xué)研制的中國(guó)第一臺(tái)光子掃描隧道顯微鏡，增加學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。恰當(dāng)處理教材中數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁和難的問(wèn)題

數(shù)學(xué)對(duì)于物理專業(yè)的學(xué)生來(lái)講，是不可或缺的工具，但由于一些學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，部分學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)興趣不高，因此，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，使學(xué)生較好地掌握用數(shù)學(xué)處理幾何光學(xué)問(wèn)題的方法，是教師在幾何光學(xué)教學(xué)中面臨的重要問(wèn)題，這直接關(guān)系到光學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。對(duì)此我們將幾何光學(xué)中的不同內(nèi)容，從物理教學(xué)實(shí)用的角度出發(fā)，加以深刻研究，開(kāi)展數(shù)學(xué)與幾何光學(xué)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合。

如講授由費(fèi)馬原理導(dǎo)出幾何光學(xué)的實(shí)驗(yàn)定律（反射定律和折射定律）時(shí)，我們用簡(jiǎn)單明了的取極小值定性說(shuō)明而非用嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)，拋開(kāi)相對(duì)煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，用理性的理解取極值的含義，通過(guò)實(shí)例來(lái)證明費(fèi)馬原理取極大值、極小值和常數(shù)3種情形下的正確性而非嚴(yán)密推導(dǎo)。在導(dǎo)出單球面反射和折射成像公式中，只需用費(fèi)馬原理光程取極值再加近軸條件導(dǎo)出其單球面反射物像公式即可，而單球面折射成像公式也不必進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在講授光源在較近或較遠(yuǎn)時(shí)的聚光本領(lǐng)時(shí)，不進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，而只對(duì)結(jié)論進(jìn)行必要的闡明和理性分析。棱鏡光譜儀和光柵光譜儀的角色散率和色分辨本領(lǐng)也不做嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，僅簡(jiǎn)述導(dǎo)出過(guò)程且對(duì)結(jié)論進(jìn)行基本的探討和說(shuō)明。這樣處理使大多數(shù)學(xué)生能正確理解光學(xué)知識(shí)，從而避免枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

在光學(xué)課程教學(xué)改革中，我們把以知識(shí)學(xué)習(xí)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥茖W(xué)素質(zhì)教育為主，著眼于培養(yǎng)敢于創(chuàng)新、善于思索的21世紀(jì)未來(lái)中學(xué)物理教師，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和自主學(xué)習(xí)的能力，從強(qiáng)調(diào)依靠教師“教會(huì)”，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒁庖龑?dǎo)學(xué)生“學(xué)會(huì)”，并使學(xué)生“會(huì)學(xué)”[3]。為此，在改革中還要注意吸收利用近年來(lái)教學(xué)研究新成果，反映光學(xué)研究最新動(dòng)態(tài)，通過(guò)這些知識(shí)的傳授提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和能力，為學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展創(chuàng)造條件。

如在幾何光學(xué)作圖求像中，學(xué)生對(duì)薄透鏡作圖求像中熟悉的一條特殊光線是過(guò)透鏡中心的光線不改變傳播方向這一規(guī)律，而在單球面反射和折射作圖求像中引導(dǎo)學(xué)生找到過(guò)哪點(diǎn)的光線符合類似的規(guī)律，進(jìn)一步在薄透鏡利用副光軸和焦平面作圖求像中，如何用過(guò)透鏡中心光線（副光軸而非主軸）實(shí)現(xiàn)作圖求像。又如通過(guò)單球面反射的橫向放大率，分析成像的性質(zhì)，包括像的大小、正倒立和虛實(shí)。分析中強(qiáng)調(diào)根據(jù)橫向放大率的基本定義式β=―y'/y[4]可方便判定像的大小、正倒立，根據(jù)單球面反射的橫向放大率公式β=―s'/s可方便判定像的大小、虛實(shí)，而在單球面折射成像中利用根據(jù)橫向放大率的基本定義式和單球面折射的橫向放大率具體公式，再考慮到折射的實(shí)際光線是區(qū)別于反射，不難根據(jù)橫向放大率表達(dá)式確定成像的性質(zhì)，進(jìn)一步根據(jù)薄透鏡橫向放大率表達(dá)式也能判斷其成像性質(zhì)。在幾何光學(xué)中若要近似成像，必然要用到近軸光線條件，即光線與主軸的夾角很小，滿足u≈sinu≈tgu，在單球面反射成像中要用到，同樣單球面折射中也要用到，并且在導(dǎo)出助視儀器的放大本領(lǐng)、分辨本領(lǐng)時(shí)用到，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生注意到這一條件的變化情況，在直角三角形中直角邊長(zhǎng)近似等于斜邊長(zhǎng)，且在有關(guān)的公式推導(dǎo)中會(huì)自己使用。發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用多媒體教學(xué)可使課堂教學(xué)內(nèi)容更加形象化，增強(qiáng)生動(dòng)性[5]。由于幾何光學(xué)中光路圖特別多，尤其是在講授光學(xué)元件的多次成像、目鏡原理、顯微鏡工作原理時(shí)光路圖較為繁雜，若教師采用板書畫圖或者掛圖進(jìn)行講解，必然會(huì)消耗時(shí)間太多，教學(xué)效率低且形式單一缺乏生動(dòng)性。因此，我們注重使用多媒體教學(xué)，將需要講解的光路圖以動(dòng)態(tài)（聲音、圖形、動(dòng)畫等）形式展示給學(xué)生，讓學(xué)生看到類似于真實(shí)光線的行進(jìn)，將較為抽象的理論概念，以直觀形象的形式展現(xiàn)給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使學(xué)生理解并掌握光的傳播規(guī)律。同時(shí)在使用多媒體教學(xué)中，教師還要多關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)表情，隨時(shí)根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受情況，調(diào)整授課速度，尤其是調(diào)整多媒體課件的播放速度。當(dāng)部分學(xué)生有不理解的情況時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢多媒體播放的速度并配合板書以求學(xué)生聽(tīng)得懂看得清能理解。另外，我們將多媒體教學(xué)與適當(dāng)?shù)陌鍟v解有機(jī)結(jié)合，如針對(duì)講授的重點(diǎn)或者難點(diǎn)內(nèi)容，輔以板書，特別是光學(xué)有關(guān)公式的推導(dǎo)演繹。板書的形式能讓學(xué)生看得更直觀明了。結(jié)束語(yǔ)

在幾何光學(xué)的教學(xué)中，我們進(jìn)行了一些改革探索，取得了一定成績(jī)，但幾何光學(xué)課程的教學(xué)改革和實(shí)踐還處于初級(jí)階段，有待進(jìn)一步深入研究和實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳現(xiàn)成.光學(xué)課程教學(xué)改革初探[J].高等理科教育，2001（4）：35-38.[2] 鐘金鋼.21世紀(jì)普通物理光學(xué)教學(xué)改革思路研究[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，2002，22（1）：120-122.[3] 王秀琳.光學(xué)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào)：教育科學(xué)版，2006，7（2）：75-77.[4] 姚啟均.光學(xué)教程[M].北京：高等教育出版社，2009.[5] 李辛毅.光學(xué)課程教學(xué)中多媒體應(yīng)用的實(shí)效性研究[J].滁州學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，11（3）：74-75.