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光學論文范文第1篇

摘要：低溫真空低溫光學實驗裝置有限元ZYGO干涉儀梯形支撐

1引言

隨著空間技術和軍事技術的發(fā)展需要，探測儀器的分辨率要求越來越高。在深冷的條件下，當需要探測的目標信號十分虛弱時，探測儀器的背景輻射主要來自儀器本身的光學系統(tǒng)和支撐結構，探測儀器靈敏度嚴重受到系統(tǒng)本身輻射的影響，為減少這一熱噪聲，冷卻光學系統(tǒng)是必需采用的方法。只有把光學系統(tǒng)冷卻及其相關部件冷卻到一定程度，才能有效地減少背景光子的通量，發(fā)揮背景極限探測器的功能，大大提高探測器靈敏度。在低溫狀態(tài)下工作的光學系統(tǒng)需要解決一系列新問題，這些新問題涉及材料特性、光學元件單元及系統(tǒng)整體性能變化、光學元件變形、低溫污染等等，這就形成了一門新興學科——低溫光學。

自上世紀七十年代開始，美國首先對低溫光學技術進行探究，最初主要用于各種觀察、測量系統(tǒng)，例如低溫紅外望遠鏡、空載干涉儀器等。從機載、球載到星載，大多數(shù)系統(tǒng)都成功有效地完成了對外空的各種探測任務。歐洲一些國家也對低溫光學系統(tǒng)的觀察儀器進行了探究。國內起步于上世紀八十年代末，由于國內航天及其國防事業(yè)的發(fā)展要求有高靈敏度的探測器，而這些儀器將不可避免地用到低溫光學系統(tǒng)。

我國的未來光學遙感系統(tǒng)采用了十幾個光學元件，這些系統(tǒng)要求冷卻到150K，并且對光學元件的控溫范圍要求非常嚴格，因此就需要研制一套低溫真空實驗裝置對相關的光學元件進行低溫實驗。

2系統(tǒng)實驗裝置的建立

該光學系統(tǒng)的最主要部件之一是動鏡裝置部分。基于反射鏡的溫度要冷卻到150K并對反射鏡的變形進行探究的目的，就需要建立一套高真空和低溫應用的實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)還要滿足進行其它光學元件的低溫實驗需要。系統(tǒng)實驗裝置由真空機組、低溫真空腔體、防振系統(tǒng)、測量裝置等主要部分組成。

2.1低溫真空腔體設計

低溫真空光學實驗裝置系統(tǒng)示意圖如圖1所示，1-機械泵2-預閥3-分子泵4-高閥5-銅帶6-低溫真空腔7-直線電機8-電源9-被測量光學系統(tǒng)10-ZYGO干涉儀11-光學窗口12-監(jiān)控計算機13-溫控電路14-鉑電阻15-電熱器16-液氮箱17-活性炭18-氮氣19液氮20低閥。低溫真空腔體是實驗系統(tǒng)的核心部分，其示意圖見如圖2，1—抽氣管2-液氮桶3-上腔體4-銅帶5-引線出口6-支撐平臺7-下腔體8-電機支撐9-梯形支撐10-光學窗口11-O形圈12-動鏡支撐框架13-O形圈14-活性炭15-出氣管16-進液管。腔體總高461mm，外殼直徑284mm。內有圓柱形液氮容器，可以儲存液體約4升。其中的光學元件支撐框架是專門為動鏡設計的，其高度177mm。整個腔體可以測試直徑小于250mm,高度小于200mm的各類反射鏡和光學元件。

液氮桶下面用銅帶接光學元件裝置，當液氮桶灌注液氮后，冷量通過銅帶傳導給光學元件裝置。下腔體的石英玻璃光學窗口直徑為64mm.光學元件支撐結構由支撐平臺和固定夾板組成。用固定夾板是為了防止光學元件框架移動，并保證光線垂直射到動鏡表面上。由于動鏡需要電機驅動，而電機的發(fā)熱量為3-5W，而這部分熱量輻射對動鏡有很大影響，因此就用導熱率較高的紫銅支撐把一部分熱量盡可能的傳遞給系統(tǒng)外部。由于光學元件裝置部分需要冷卻因此就需要盡量避免它和外界和腔體傳遞熱量，因此就考慮用梯形支撐，由于梯形支撐壁很薄，就起到了很好的隔熱功能。

2.2真空抽氣系統(tǒng)和活性炭處理

真空抽氣系統(tǒng)由機械泵和分子泵組成。由于ZYGO干涉儀器對震動非常敏感，在光學測試的同時，關掉機械泵和分子泵。在關掉機械泵和分子泵的期間，還要維持真空腔體內的真空，故考慮在腔體內加活性炭以維持腔體內的真空度。為了去處活性炭中的水汽和其它氣體，需要對其進行烘烤預處理?；钚蕴吭诩庸さ臅r候已經(jīng)固定于上組件中，所以把整個上組件放在DZF-6210真空干燥箱中，在溫度為100°C，烘烤約48小時使得真空度穩(wěn)定在0.1Pa，然后再做真空低溫實驗。

2.3ZYGO激光平面干涉儀器

非平面的光學元件可以用He-Ne儀器進行光學測量，而平面型光學元件只能用ZYGO干涉儀如圖3進行測量，由于ZYGO干涉儀器對震動非常敏感，因此就需要防震辦法。如圖3為ZYGO激光平面干涉儀及其防震裝置。

3關鍵部件的分析和設計

3.1光學窗口的有限分析

干涉測量的光線要通過窗口，所以就要考慮窗口的厚度對測量誤差的影響，應盡可能使光學窗口厚度最小，同時還要能承受外部一個大氣壓的功能。在外部一個大氣壓，內部幾乎為真空的條件下，綜合考慮窗口折射帶來誤差的影響和其強度的大小，要求石英玻璃窗口的最大變形小于一個波長λ（λ=0.53μm）。

通過ANSYS軟件建立動鏡的有限元模型，并施加邊界條件，改變動鏡的厚度，進行變厚度有限元分析。如圖4-圖6是其中比較有代表性的三個分析結果。從有限元分析結果可以得到不同厚度玻璃窗口最大變形比較。光學窗口厚8mm時其最大變形0.989μm遠超過一個波長，當其厚度從10mm變到12mm,起最大變形都小于一個波長，但是變化值并不大。窗口厚度變大，其折射帶來的誤差就大，為了保證其強度，綜合這兩個因素選擇10mm厚，徑厚比為6.4∶1的玻璃窗口。

3.2梯形支撐的設計

梯形支撐是連接真空腔體和支撐平臺的關鍵部件，如圖7為其示意圖,圖中為熱端溫度，為冷端溫度。它一方面要求滿足盡量減少導熱，起到“絕熱”的功能，另一方面又要求其強度能滿足實驗的要求。

由公式4可以看出傳熱量和材料屈服強度和材料導熱系數(shù)之比成反比。欲使傳熱量越小，就應該選擇越大的材料，即材料的屈服強度盡量大，材料的導熱系數(shù)盡量小。由文獻[2和[3并且考慮到加工成本經(jīng)濟性，選擇不銹鋼作為梯形支撐的材料。并計算選取梯形支撐的壁厚1mm。參閱金屬材料數(shù)據(jù)庫可得到不銹鋼的低溫導熱系數(shù)，對溫度區(qū)間20K∽300K進行擬合可以得到不銹鋼的導熱系數(shù)擬合公式如圖8所示。即

在設計載荷為500N,平安系數(shù)取1.5,不銹鋼的屈服強度為210MPa,支撐高度為0.046m,高溫端為300K,低溫端取150K。由公式（4）計算得漏熱量為0.042W,可以忽略不計。

4小結

現(xiàn)代技術的發(fā)展對觀測和成像設備的工作波段和空間分辨率都有很高的要求，低溫真空技術越來越受到關注。本文探究了小型低溫光學實驗裝置的相關技術。重點討論了真空低溫腔的結構、光學窗口影響及其有限元分析和梯形支撐的設計，并給出了實驗裝置的系統(tǒng)示意圖，對相關技術進行了探索，為近一步的低溫光學探究打下了基礎，并在以后的工作中不斷完善。

參考文獻

[1楊世銘陶文銓《傳熱學》（第三版）高等教育出版社1998

[2馬慶芳芳榮生項立成郭舜《實用熱物理性質手冊》中國農(nóng)業(yè)出版社1986

[3宋鍵朗楊奮為袁文彬等《材料手冊——金屬》上海航天局第八零七探究所1992

光學論文范文第2篇

1．1酚酸類化合物

酚酸類化合物是千里光中重要的化學成分。何忠梅等［8］分離千里光全草的乙酸乙酯提取物，從中得到綠原酸和咖啡酸。王雪芬等［9］從千里光中分離得到氫醌、對羥基苯乙酸、香莢藍酸、水楊酸、焦粘酸。千里光中還含有2-(1，4-二羥基環(huán)己烷基)-乙酸［7］。

1．2黃酮類化合物

何忠梅等［8］研究表明千里光中含有槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、金絲桃苷、槲皮素、異鼠李素。史輯等［6］從千里光中提取分離出大黃素。陳錄新等［7］利用色譜技術進行分離純化，得到蒙花苷。

1．3揮發(fā)油類化合物

王道平等［10］采用固相微萃取-氣相色譜-質譜法分離和鑒定千里光揮發(fā)油成分，試驗結果表明千里光中主要含有的揮發(fā)油成分為十四烯、4-乙烯基苯酚、δ-欖香烯、4-乙烯基-2-甲氧基-苯酚、莰烯、(E，E)-α-金合歡烯和三環(huán)烯等。甘秀海等［11］利用水蒸氣蒸餾法從千里光花中提取揮發(fā)油，主要分離出(E)-羅勒烯、橙花叔醇、α-蒎烯、(Z)-羅勒烯、2-萘胺等。何忠梅等［12］從千里光中分離得到主要揮發(fā)油成分為α-石竹烯、石竹烯氧化物、棕櫚酸、亞油酸等。周欣等［13］利用GC-MS從黔產(chǎn)千里光中主要分離出萜類化合物、脂肪族類化合物和芳香族類化合物，含有芳樟醇、萜品醇、香葉醇、龍腦、丁子香酚、對聚傘素和植醇等活性成分。肖鳳艷［14］對千里光莖、葉進行提取、分析得到正十六烷酸、2，6-二甲基-6-(4-甲基-3-戊烯基)-雙環(huán)-［3．1．1］-庚-2-烯、1-甲基-2-戊基-環(huán)丙烷等。

1．4萜類化合物

楊華等［15］從植物千里光中分得四個新艾里莫芬烷型倍半萜類成分，它們的結構分別為:7β，11-環(huán)氧-9α，10α-環(huán)氧-8-羰基艾里莫芬烷、8，11-過氧-9α，10α-環(huán)氧-6-烯-8β-羥基艾里莫芬烷、7(11)-烯-9α，10α-環(huán)氧-8-羰基艾里莫芬烷、6-烯-9α，10α-環(huán)氧-11-羥基-8-羰基艾里莫芬烷。Tian等［16，17］從千里光乙醇提取物中分離出4種藍花楹酮苷類、4種藍花楹酮類似物和4種苯醌衍生物。藍花楹酮苷類以同分異構體的混合形式存在，藍花楹酮類似物tetrahydrojacaranone、2，3-di-hydro-3-hydroxyljacaranoneethylester、jacaranoneethylester-4-O-glucoside、C-2＇monoester則為互變異構體的混合物。苯醌衍生物為藍花楹酮乙酯、藍花楹酮、藍花楹酮甲酯和千里光內酯。此外，還含有羽扇烯酮、齊墩果烷［6］。1．6其他化合物除以上論述的化學成分以外，千里光中還含有一些其他的成分。王耕等［18］用等離子體發(fā)射光譜對千里光中微量元素進行測定，結果證明千里光中含有13種微量元素，分別為Ca、Zn、Mn、Se、Fe、B、Pb、Cu、Mg、K、Na、Al、Si。Valadon等［19］系統(tǒng)研究表明千里光花中的類胡蘿卜素類成分有α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、β-玉米胡蘿卜素、菊黃質和毛莨黃素等。千里光中還含有木脂素類化合物消旋丁香酯素［6］和甾醇類化合物β-谷甾醇、胡蘿卜苷［7］。

2千里光的藥理作用

現(xiàn)代藥理學研究表明，千里光具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化及清除自由基的作用。但毒理學研究表明其也具有一定的毒性。

2．1抗菌作用

千里光是廣譜性抗菌藥。饒海等［20］采用牛津杯法觀察千里光的抗菌作用，發(fā)現(xiàn)千里光乙醇提取液對肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌和銅綠假單胞菌具有一定的抑制作用。錢剛等［21］應用倍比稀釋法檢測千里光水煎液的抗菌效果，檢測結果表明，千里光對金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌、甲型副傷寒桿菌、福氏痢疾桿菌、溫和氣單胞菌和遲鈍愛德華菌均有一定的抑制作用。張文平等［22］應用血清藥理學方法研究千里光抗金黃色葡萄球菌的作用及其機制，用從千里光中分離的黃酮類化合物給小鼠灌胃并觀察含藥血清對金黃色葡萄球菌超微結構的影響，實驗表明千里光的抗金黃色葡萄球菌作用機制可能是抑制細菌的DNA、RNA、蛋白質和肽聚糖的合成，其作用有效成分可能是黃酮類化合物。

2．2抗炎作用

李華等［23］首次采用耳腫脹度抑制率藥理效應法測定千里光提取物凍干粉藥動學參數(shù)，實驗結果發(fā)現(xiàn)，在一定劑量范圍內給小鼠腹腔注射千里光提取物凍干粉，能較迅速地產(chǎn)生藥理效應，使耳腫脹度抑制率顯著提高，表明千里光提取物凍干粉具有良好的抗炎作用，且藥效持續(xù)時間較長，有利于藥效的充分發(fā)揮。張文平等［24］用二甲苯致小鼠耳廓腫脹，并給其腹腔注射醋酸致腹腔毛細血管通透性增高以及小鼠棉球肉芽腫，以此觀察千里光總黃酮的抗炎作用，實驗證明千里光總黃酮對多種炎癥模型均有明顯的對抗作用，且為千里光抗炎作用的主要有效部位之一，此作用部分是與炎癥因子PGE2的產(chǎn)生和釋放受抑制有關。

2．3抗病毒及抗腫瘤作用

何忠梅等［25］運用細胞體外病變效應法檢測千里光水煎劑在人宮頸癌HeLa細胞中對人流感病毒、副流感病毒、呼吸道合胞病毒、柯薩奇病毒B3、腺病毒3型和單純皰疹病毒I型的抑制作用，實驗結果表明千里光水煎劑在體外對副流感病毒和呼吸道合胞病毒有抑制作用。其還采用MTT法測定千里光總黃酮對人肝癌細胞株SMMC-7721、人胃癌細胞株SGC-7901和人乳腺癌細胞株MCF-7的生長抑制情況，發(fā)現(xiàn)千里光總黃酮在體外有明顯的抗腫瘤活性［26］。成秉辰［27］采用3H-TdR摻入法觀察千里光總堿對小鼠黑色素瘤B16F10株的影響，實驗證明千里光總堿具有抑制體外培養(yǎng)的小鼠黑色素瘤細胞增殖作用。Collins等［28］研究表明千里光水提液對HIV-1病毒有一定抑制作用。

2．4抗氧化及清除自由基作用

陸艷麗等［29］研究千里光黃酮提取物對DPPH自由基的清除作用，發(fā)現(xiàn)千里光黃酮提取物對DPPH自由基有較強的清除作用。楊新星等［30］研究表明千里光中多酚提取物可有效地阻止氧自由基對DNA的損傷和對脂質的過氧化。王如陽等［31］證明千里光提取液具有較強的清除超氧自由基和羥自由基的作用，其中水提液清除超氧自由基的抗氧化活性較好，醇提液清除羥自由基的抗氧化活性較好。Liu等［32］研究結果顯示千里光水提物可有效地抑制大鼠紅細胞溶血以及大鼠腎臟和腦組織勻漿脂質過氧化作用，且具有強烈的超氧陰離子和羥自由基清除活性，僅有輕微的促氧化效應。

2．5其他作用

張靜等［33］在體外培養(yǎng)陰道毛滴蟲，用千里光乙醇提取物進行體外抗陰道毛滴蟲實驗，實驗結果表明千里光提取物在體外具有殺滅和抑制陰道毛滴蟲生長的作用。陳進軍等［34］采用醋酸扭體法和熱板法研究不同劑量千里光乙醇提取物凍干粉的鎮(zhèn)痛作用和采用骨髓微核試驗研究不同劑量千里光提取物凍干粉的致突變作用，實驗顯示122．72～130．90mg·kg－1千里光提取物凍干粉能同時滿足無致突變作用和顯著鎮(zhèn)痛作用的雙重條件。譚宗建等［35］用四氯化碳建立小鼠肝損傷模型，以聯(lián)苯雙酯為陽性對照，對不同劑量的千里光進行保肝作用研究，結果發(fā)現(xiàn)千里光能顯著降低血清ALT、AST的升高，抑制肝臟組織病理學改變，保護肝功能。

2．6毒理研究

韓佳寅等［36］采用小鼠全胚胎培養(yǎng)模型，觀察千里光中千里光堿對胚胎生長發(fā)育和組織器官形態(tài)分化的影響，實驗結果顯示隨著千里光堿濃度的增加，胚胎的生長發(fā)育和組織器官形態(tài)分化受到的影響越來越嚴重，其中卵黃囊循環(huán)、心、視系統(tǒng)、嗅系統(tǒng)、下頜突和后肢芽的影響最為明顯，這表明千里光堿對體外培養(yǎng)的小鼠胚胎有明顯的毒性作用，也說明妊娠期暴露于該化合物中會對胎兒具有潛在的毒性。趙雍等［37］探討千里光及其復方千柏鼻炎片的胚胎毒性及其特點，為妊娠期安全用藥提供參考，結果顯示千里光單味藥及千柏鼻炎片均具有一定程度的胚胎毒性，主要表現(xiàn)為骨骼發(fā)育異常。于增杰等［38］通過小鼠畸形試驗，發(fā)現(xiàn)千里光70%乙醇提取物在高劑量下能夠引起雄性小鼠畸形。陳進軍等［39］制備了千里光70%乙醇提取物凍干粉，用昆明種雌雄性小鼠進行了該提取物的微核試驗，結果表明千里光70%乙醇提取物僅在較高劑量時能夠對小白鼠產(chǎn)生致突變作用。王秀坤等［40］觀察我國不同產(chǎn)地千里光對小鼠的急性毒性反應，實驗證明不同產(chǎn)地千里光毒性有很大差異。夏啟松等［41］在基因表達層次上探討中藥千里光乙醇提取液對小鼠肝臟的毒性機制，發(fā)現(xiàn)千里光可導致小鼠肝臟基因表達譜顯著變化，且差異表達基因與其肝損傷間有高度關聯(lián)性，這對闡明千里光屬植物的肝損傷機制具有十分重要的作用。

3小結與展望

光學論文范文第3篇

無論是市場營銷專業(yè)本身，還是廣告學課程，都是來源于生活，又高于生活。這為廣告學的教學提供了很好的素材。在教學中一定要秉承理論聯(lián)系實際的教學原則，采用多種教學法并存的方法，培養(yǎng)學生的實踐能力。

1.進一步強化案例教學法

如今經(jīng)管類院校在教學中廣泛采用案例教學法。廣告學作為一門綜合學科，具有非常強的操作性和創(chuàng)新性。這門學科需要學生在掌握基礎知識的前提下，發(fā)揮創(chuàng)意，不僅要善于學習理論知識，更要善于觀察生活、把握時代特色，鼓勵發(fā)散思維、嫁接思維。因此，案例教學法在課程學習中尤為重要。第一，經(jīng)典案例。在廣告學中，有許多理論來自于廣告創(chuàng)作人的實踐經(jīng)驗總結。在課堂講述中，用經(jīng)典案例來說明，更能刺激學生對理論的學習熱情。第二，代表性案例。將廣告熱點作為案例講述，并帶領學生深入分析。要培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，必須讓學生多觀察、多思考，也就是啟迪學生的思維創(chuàng)造力。學生本來就喜歡追趕潮流，也樂于去接受新事物，廣告熱點問題本身就受到學生的關注，以此作為突破口，更能引起學生的共鳴。第三，網(wǎng)絡廣告案例。在目前的廣告學課程體系中，對具有時代特征的新媒體、網(wǎng)絡廣告模式的講述非常少。但這又是未來的營銷、廣告發(fā)展的方向。因此，在課程講述中有選擇地講述網(wǎng)絡營銷案例，啟發(fā)學生的思維。在平時的工作中，教師需要收集廣告案例，建立案例庫。管理類課程有一個共性，即權變的影響:環(huán)境不同，則方法不同。案例的學習就是要讓學生學會尋找不同的變量，并匹配不同的理論，查找解決方案的過程。此外，對于授課教師來說，案例收集的過程也是獲取知識的過程，并不斷關注時展的特征。在案例教學的過程中，教師雖然是將主動權交給了學生，讓學生有更多展示的機會，但教師需要將大量工作做在課前，例如對案例的精簡、整合、分析、歸納等，這也是一個學習和提高的過程。另外，教師需要在課后給學生布置作業(yè)，讓學生查找資料，尋找解決方案，多動手，勤動腦。通過多看、多想、多練，培養(yǎng)學生對廣告創(chuàng)作的感覺。

2.專題教學法

教師需要結合課程內容，結合實際情況有針對性的做些專題講座。在專題教學法中，可以將課程中的重復內容進行凝結歸納，并在主題突出的情況下啟發(fā)學生的思維能力。這種教學法需要結合教材，又高于教材，突出主題，增強教學的針對性。例如，在廣告學課程中，廣告心理學部分與消費者行為學的重合、廣告調查部分與市場調查與預測課程的重合等，通過專題教學法可有效消除。

3.演示教學法

演示教學法的重點在于優(yōu)秀廣告的展示。只有看得多，才能鍛煉出學生的欣賞能力。當代的教學手段日趨先進，教師可以利用電腦、投影儀、互聯(lián)網(wǎng)等多種信息教學手段，靈活運用PPT課件插入廣告圖片、播放廣告視頻等多種方式，讓學生欣賞優(yōu)秀廣告作品的同時，有目的地講述作品成功點在何處，提升學生的廣告欣賞水平，了解廣告成功的因素，潛移默化式地提升學生的廣告創(chuàng)作能力。另外，可以通過作業(yè)的方式，要求學生在課后查找有名的廣告網(wǎng)站，例如中華廣告網(wǎng)、中國廣告設計網(wǎng)、中國廣告網(wǎng)等，通過某個主題搜索、尋找優(yōu)秀的廣告作品，使學生提高廣告素養(yǎng)，達到教學目的。

4.實踐教學法

實踐教學是讓學生整合知識，快速成長的有效途徑，但這類教學需要整合企業(yè)資源，尋找適合學生操作的廣告項目，來達到提升學生能力的目的。例如，讓學生參與創(chuàng)業(yè)策劃大賽、營銷策劃大賽、與某些企業(yè)合作參與廣告設計項目、包裝品牌設計項目等，讓學生在實際設計中獲得直觀的認識，教師在旁指導說明，增強學生的實踐能力。另外，在課堂中，還可以通過某些課題，讓學生開動腦筋，例如:關于某某項目的廣告主題的思考、對某項目策劃的廣告方案等。在這里需要提出的是，基于網(wǎng)絡廣告的迅速發(fā)展和新媒體的出現(xiàn)，如何有效地利用網(wǎng)絡進行廣告宣傳，是需要教師考慮和學生學習的一個重點。畢竟，目前在網(wǎng)絡上做宣傳的方式都具有很強的技術性質，例如搜索引擎、博客營銷、病毒營銷、植入式廣告等。但隨著時代的發(fā)展，營銷專業(yè)和廣告專業(yè)的學生就業(yè)時會向網(wǎng)絡廣告領域擴展，不掌握這部分的技術就意味著與時代的需求脫節(jié)。因此，教師在課程教學中，也需要有目的的加強這部分的培養(yǎng)。

5.研究教學法

當然，我們在課程的學習中，也需要加強學生對知識點的掌握，引導學生加強課外閱讀，并指導學生閱讀文獻，確定研究方向，用科學研究的方法來解決廣告問題，并學習寫作專業(yè)論文，為以后的學習打下基礎。這種方式可以和課程考核機制結合，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)造能力。

二、結語

光學論文范文第4篇

(1)觀察光在空氣中傳播，光從空氣斜射入水中，光從空氣斜射入玻璃．(2)觀察光從空氣斜射入水中，光從空氣斜射入玻璃．(3)觀察光從空氣斜射入水中，光從空氣斜射入玻璃磚和從玻璃磚中斜射出來，畫出折射光線，比較折射角和入射角的大?。?4)觀察光從水中斜射入空氣和光從玻璃斜射入空氣的情況，畫出折射光線，比較折射角與入射角的大?。?5)觀察光從空氣斜射入水中，入射光線逐漸靠近水面和光從水中斜射入空氣，入射光線逐漸靠近水面時，折射光線的情況．(6)觀察光從空氣斜射入玻璃，入射光線逐漸靠近玻璃時，從玻璃斜射入空氣，入射光線逐漸靠近玻璃時，折射光線的情況．(7)觀察光垂直于玻璃表面入射，垂直于水面入射時的情況．(8)探究光在折射時，光路是否可逆．(9)觀察一只直的筷子斜放入水中時的情況．(10)一位同學將一枚硬幣放在碗的底部，然后向后退到恰好看不到它的位置．請另一位同學往杯子里緩緩注水(注意不能移動硬幣的位置)，第一位同學觀察現(xiàn)象．

2設計思路

2．1教學重點和難點

教學重點:光的折射規(guī)律的建立．教學難點:利用光的折射規(guī)律解釋生活中的一些現(xiàn)象．

2．2實驗設計思路

初二的學生由于剛剛接觸物理，自己動手做實驗的次數(shù)應該還不是太多，動手能力和觀察能力都有待加強．而光的折射這一節(jié)主要是靠實驗來完成教學目標的．因此如何選擇合適的實驗器材讓學生既能很方便的進行實驗操作，又能很直觀的觀察到實驗現(xiàn)象是這節(jié)課能否成功的關鍵．當然，實驗順序的安排也是非常重要的．考慮到學生對光學實驗器材在前面一章已有接觸，但對研究光的折射特點的器材處理還沒有經(jīng)驗，所以決定先做演示實驗．這樣既可以讓學生知道如何操作，又可以讓學生觀察到光的折射現(xiàn)象．在學生實驗設計中，實驗的設計由簡到難，層層深入．每次實驗學生所用器材基本一樣，只是要求有所不同，這樣即使學生第一次實驗不成功，也會在以后的實驗中慢慢掌握做實驗的技巧，體會到成功的喜悅．

3實驗教學過程

3．1新課導入

教師演示實驗:(1)光在空氣中沿直線傳播．(2)光從空氣斜射入水中．教師提問:同學們在剛剛的實驗中看到了什么現(xiàn)象?學生分小組討論后回答．(注:通過教師演示實驗，激發(fā)學生探究熱情．同時熟悉新器材的使用．)教師提問:在前面我們曾學過光在什么情況下沿直線傳播?學生回答．教師提問:現(xiàn)在光從空氣斜射入水中，傳播方向為什么發(fā)生了改變?學生討論后，可在教師的引導下回答．教師演示實驗:光從空氣斜射入玻璃．教師提問:同學們在剛剛的實驗中看到了什么現(xiàn)象?學生討論回答．(注:通過進一步類似的演示實驗，讓學生對光的折射現(xiàn)象有個初步印象．同時更加熟悉新器材的使用．)教師:現(xiàn)在請同學們完成兩個實驗:學生實驗:(1)光從空氣斜射入水中;(2)光從空氣斜射入玻璃．教師提問:大家在剛剛的實驗中看到了什么現(xiàn)象?請一個學生回答，其他學生可補充．教師:這些實驗也可表明光可以在玻璃、空氣、水中傳播．像這些可以讓光通過的物質我們稱之為光的傳播介質．對上面的實驗我們可以歸納為:光在均勻介質中沿直線傳播;光從一種介質斜射入另一種介質時，有一部分光被反射回來，有一部分光進入另一種介質，且光的傳播方向發(fā)生改變．這就是我們本節(jié)課要研究的內容:光的折射(板書)．

3．2進行新課

教師:光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射．用多媒體展示光從空氣斜射入水中的現(xiàn)象和光學示意圖．分別介紹入射光線、反射光線、折射光線、法線、分界面、入射角、反射角、折射角等概念．教師:請大家利用手邊器材完成下列兩個實驗，注意觀察所有的光線是否在同一平面且在紙上畫出大概的折射光線，標出入射角和折射角．(1)光從空氣斜射入水中．(2)光從空氣斜射入玻璃中和從玻璃磚中出來的情況．教師:請大家根據(jù)畫出的光路圖，比較折射角與入射角的大?。?學生在實驗的同時畫出光路圖，既可培養(yǎng)學生的動手能力又能提高學生的思維能力．學生完成實驗，畫完圖后，教師選一個學生畫的圖進行實物投影，講解評價．教師:請大家再次利用手邊器材完成下列幾個實驗，并在紙上畫出折射光線，標出入射角和折射角并比較大?。畬W生實驗:(1)光從水中斜射入空氣;(2)光從玻璃斜射入空氣．學生完成實驗，畫完圖后，教師選一個學生畫的圖進行實物投影，講解評價．教師將學生畫的正確的幾幅圖放在一起進行比較．學生討論，教師引導，得出結論:光斜射時，空氣中的光線與法線的夾角總比其它透明介質中的光線與法線的夾角大．教師:請大家利用手邊器材完成下列幾個實驗，注意觀察入射光線和折射光線．左邊一大組完成實驗:(1)光從空氣斜射入水中，讓入射光線逐漸靠近水面．(2)光從水中斜射入空氣，讓入射光線逐漸靠近水面．右邊一大組完成實驗:(1)光從空氣斜射入玻璃，讓入射光線逐漸靠近玻璃表面．(2)光從玻璃斜射入空氣，讓入射光線逐漸靠近玻璃表面．請兩大組各派一個代表說出實驗的現(xiàn)象，其他學生可進行補充．(注:培養(yǎng)學生在實驗時的合作競爭意識，提高學生對實驗現(xiàn)象描述的語言表達能力．)學生討論，教師引導得出結論:光從一種介質斜射入另一種介質時，入射角增大(或減小)時，折射角也隨之增大(或減小)．教師:剛剛我們做的所有實驗都是光斜射時的實驗，那么如果光垂直于分界面入射時情況會怎樣呢?請大家再次利用手邊器材完成下列幾個實驗，并完成光路圖．(1)光從空氣垂直射向水中．(2)光從空氣垂直射向玻璃磚.教師:把我們剛剛做的大量實驗做個小結，應該可以發(fā)現(xiàn)光在折射時具有以下特點:當光從一種介質斜射入另一種介質時，折射光線、入射光線和法線在同一平面內;折射光線和入射光線分別位于法線兩側;入射角增大(或減小)時，折射角也隨之增大(或減小)．光垂直于介質表面入射時，折射角等于零．(注:劃橫線部分由學生回答．)教師:我們在前一章學過，光在反射時，光路是可逆的，那么在折射時，光路是否可逆呢?學生實驗:探究光在折射時，光路是否可逆．教師:通過實驗我們又知道了光在折射時的一個特點:光在折射時，光路是可逆的．

3．3利用光的折射特點解釋生活中的一些現(xiàn)象

(1)學生實驗:將一只直的筷子斜放在空碗中，向碗內緩緩注水．要求學生觀察并描述看到的現(xiàn)象．教師用畫圖法簡單講解此現(xiàn)象的原因．并說明從岸上看水里的物體，水里物體的位置變淺了．(2)實物投影課本第80頁最上面的三幅圖，引導學生利用光的折射解釋此現(xiàn)象．(3)學生實驗:將一枚硬幣放在不透明碗的底部，然后向后退到恰好看不到硬幣的位置．另一位同學向碗內緩緩注水(注意不要移動硬幣的位置)，第一位同學注意觀察現(xiàn)象．學生討論后，嘗試用光的折射現(xiàn)象解釋此現(xiàn)象．(4)課堂閱讀:讓學生閱讀課本第82頁，知道我們每天看到的太陽為什么有時形狀不同．

3．4交流與小結

學生討論今天學到了哪些知識?學生發(fā)言，其他學生補充．

4反思

光學論文范文第5篇

本課程內容分為：光通信基本理論、光纖通信基本原理、光纖通信新技術特征等三大部分.主要內容為：緒論、光纖發(fā)展、光波導理論與光纖特性、光纜及工程應用、光發(fā)送與接收、光無源器件、光放大器、光纖通信系統(tǒng)與設計等.采用的教學方法以課堂教學為主，輔以實習實訓等.授課對象為我校本科專業(yè)自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)，授課理論學時54，實習實訓18，各教學環(huán)節(jié)學時分配從近4年的教學看，大家普遍認為該課程理論較難、實訓操作難、而且理論與實訓結合較少.導致大學生們對該課程缺乏學習的主動性、積極性，不利于專業(yè)技能人才的培養(yǎng).作者根據(jù)近4年的經(jīng)驗和學生獲取該課程的知識、技能的效果，從課程的教學內容、教學方法、手段及見習實訓等幾個方面提出教研教改的意見.

2光纖通信課程理論教學

針對同學們反映本課程中難懂的理論知識、課前我補充了一些基礎知識.比如光波導理論、高等數(shù)學、光電子技術、電磁學等知識在該課程中要用到的重要理論.列出一些參考書目供學有余力的同學選讀，比如楊祥林編著的《光纖通信系統(tǒng)》，北京郵電大學出版社出版的顧畹儀編著《光纖通信系統(tǒng)》教材.我們采用多種方法分析一些抽象概念，逐步闡述.例如，光纖傳輸?shù)牟▌永碚撌枪饫w通信理論中的一個重要內容，通常采用的方法就是波動方程和電磁場表達式求解，其過程繁雜，同學們很難將推導出的理論結果和實際上的物理意義對應.因此在該部分的教學中采用先引入并重點講解波導、導波等概念的方法，然后解釋傳輸模式，不同的模式對應不同的傳播角，產(chǎn)生不同的離散模式是由于光波在芯區(qū)和包層分界面上發(fā)生反射時產(chǎn)生相位移動引起的，在理解概念的基礎上，再運用特征方程理論推導出結論.充分利用多媒體的優(yōu)勢，多媒體PPT教學與傳統(tǒng)教學模式相結合，以便提高教學質量.結合該學科的實際，作者制作了適合實際情況的PPT課件，課件的教學效果良好，比如在講解數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成的時候，結合PPT課件圖，直觀、形象生動的看出了系統(tǒng)由光發(fā)射機、光纖光纜、中繼器與光接收機等基本單元組成.此外還包括一些互連與光信號處理器件，如光纖連接器、隔離器、調制器、濾波器、光開關及路由器、分插復用器ADM等.

3光纖通信實訓教學環(huán)節(jié)

本課程的實訓環(huán)節(jié)除了安排常規(guī)的8個實驗，模擬信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、數(shù)字信號電—光、光—電轉換傳輸實驗、光發(fā)送、接收模塊實驗、光纖無源器件特性測試實驗、數(shù)字光發(fā)送接口指標測試實驗、光纖傳輸特性測量實驗波分復用（WDM）光纖通信系統(tǒng)實驗等.另外，筆者引入了OpticSimu仿真實訓軟件，該軟件恰好可以克服以上硬件實驗平臺的不足，可以方便地配置各種光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡，形象地得到仿真實驗結果，配置各種光纖通信系統(tǒng)和光網(wǎng)絡，仿真其傳輸性能，方便、形象地獲得系統(tǒng)和網(wǎng)絡中各點的光譜、波形、眼圖、光信噪比和接收靈敏度.軟件界面如圖2所示.圖3是利用原子功能器件搭建的光分插復用器（OADM）和光交叉連接（OXC）結構.運用OADM和OXC，構建WDM光網(wǎng)絡，并對其進行傳輸性能仿真，為光網(wǎng)絡的設計和規(guī)劃提供參考.

4結束語