基于高斯成像公式测量凹透镜焦距在初中物理教学中的应用

透镜的焦距决定了其成像的品质和规律,是反映透镜特性的基本参数之一。对于凹透镜焦距的测量则是物理光学实验中的一项基本实验内容。本文中利用透镜的高斯成像公式来测量凹透镜的焦距,即借助一凸透镜得到所测凹透镜的虚物,该虚物经凹透镜成一实像于挡光板上,通过测量该凹透镜的虚物距和实像距,代入高斯成像公式求得焦距。改变凹透镜和挡光板的位置,多次测量后得焦距平均值。最后,对此实验的测量误差也进行了理论分析。本文的研究结果对初中物理教学具有一定理论指导意义,也有助于学生更好的理解掌握所学的凹透镜知识。

电测法测量透镜焦距

传统测量透镜焦距的方法通过肉眼读数粗测,误差较大.电测法测量透镜焦距通过光电传感器将光信号转变成电信号,结合电阻率定义及欧姆定律推导出利用电信号直接计算透镜焦距的公式.该方法设计思路简单,操作方便,且能准确有效地测量透镜的焦距.

几何光学与波动光学的“无缝”对接——透镜等光程性的教学研究

通过薄凸透镜成像的高斯公式的推导,说明了薄透镜近轴成像时透镜的等光程性,从而将高中的几何光学和大学的波动光学进行了“无缝”对接.

基于二维医学影像推算三维人体姿态

针对三维人体姿态估计模型复杂,计算量偏大的问题,提出一种基于二维医学影像推算三维人体姿态的方法。在特定姿态下采集人体医学影像并进行二维影像姿态估计,得到人体各个骨骼的医学影像的长度信息。再在人体位置不发生改变的情况下,对任意姿态的人体采集图像并进行二维医学影像的人体姿态估计,得到骨骼在与相机透镜主光轴垂直平面上的投影的影像的近似长度,反推骨骼与该平面的夹角,最后从投影的影像位置反推骨骼的三维空间朝向。最后将得到的各个骨骼的空间朝向组合在一起,便得到了三维人体医学影像。使用此方法只需要对医学图像进行二维人体姿态估计,再加上一些三角函数、反三角函数的计算就可以从二维医学影像去推算三维人体姿态。与ICCV 2019中代表当今最高水平(State of the Art, SOTA)的三维人体姿态模型的方法相比,大大减少了计算量。

对凸透镜成像规律隐性条件的探讨

凸透镜成像是由物距(u)、焦距(f)、像距(v)共同决定的,如何成像,像的性质如何,都是按照一定规律来实现的。由高斯成像公式1/u+1/v=1/f可知,物距、焦距、像距之间存在一定的定量关系,但在实际应用中,凸透镜成像还必须满足一定条件才能成像,有些条件是显性的,还有条件是隐形的。这个隐性条件一般在教学过程中几乎没有教师关注过,但是在实际应用过程中,将关系到学生对凸透镜成像规律的掌握,因而,在凸透镜成像规律的教学中,认识和重视这一隐性条件非常有必要。