薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論教學(xué)課件

薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論幽默來自智慧，惡語來自無能薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論幽默來自智慧，惡語來自無能第三章薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論1概述使用計(jì)算機(jī)之前:通過人工修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),然后不斷計(jì)算像差來完成的像差理論:對像差的性質(zhì),像差和光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,進(jìn)行了長期的研究,取得了很多有價值的成果。像差理論中,把像差和y,的關(guān)系用冪級數(shù)形式表初級像差:最低次冪對應(yīng)的像差高級像差:較高次冪對應(yīng)的像差在像差理論的研究中,有實(shí)際價值的是初級像差理論新課改倡導(dǎo)以“學(xué)生為主”的現(xiàn)代教學(xué)理念，隨著農(nóng)村學(xué)校辦學(xué)條件的不斷改善、教育信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷引進(jìn)現(xiàn)代新型的教學(xué)理念與教學(xué)方法，讓學(xué)生由“被動接受知識”變?yōu)椤爸鲃犹剿髑笾?。翻轉(zhuǎn)課堂正是迎合新課改理念與現(xiàn)代教育思想的一種科學(xué)教學(xué)法，它顛倒了教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的順序，讓學(xué)生不再一味地依賴教師，它給予了學(xué)生更多自主探索、自由學(xué)習(xí)的空間。農(nóng)村初中語文教師要始終站在教育前沿，致力于課堂教學(xué)的根本轉(zhuǎn)變，將翻轉(zhuǎn)課堂這一新型教學(xué)模式和方法有效應(yīng)用于語文教學(xué)。一、科學(xué)設(shè)計(jì)微視頻，奠定翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的資源基礎(chǔ)微視頻制作是翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)揮作用的第一步。誠然，翻轉(zhuǎn)課堂是基于微視頻的一種現(xiàn)代教學(xué)法，缺失了微視頻的支撐，翻轉(zhuǎn)課堂便很難發(fā)揮其高效的教學(xué)價值。因此，農(nóng)村初中語文教師要不斷提升自身微視頻制作以及開發(fā)能力，為學(xué)生提供趣味活潑、短小精悍、重難點(diǎn)凸顯、知識結(jié)構(gòu)明晰的微視頻，以輔助翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的實(shí)施。具體來說，教師可通過以下兩個方面設(shè)計(jì)與開發(fā)微視頻：一，從網(wǎng)上自行下載微視頻。如，在北師大版初中語文七年級下冊第六單元《生于憂患死于安樂》的教學(xué)中，如果要介紹課文實(shí)詞、虛詞和一詞多義等教學(xué)內(nèi)容，教師如果想運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)，便可以提前從網(wǎng)絡(luò)上下載與該課文內(nèi)容一致的微視頻，并在課堂上播放給學(xué)生看，讓學(xué)生通過觀看微視頻提升興趣，強(qiáng)化想象，提高語文學(xué)習(xí)能力。二，教師可以自行制作微視頻。教師在制作微視頻時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：制作精良、知識性與趣味性并存、重難點(diǎn)突出、視頻時間保持在8～10分鐘、要有啟發(fā)性等等。另一方面，微視頻還要做到呈現(xiàn)方式活潑、畫面清晰、字幕與配音同步等等，這樣的微視頻才更能為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)服務(wù)。二、明確翻轉(zhuǎn)課堂在初中語文教學(xué)中運(yùn)用的一般步驟翻轉(zhuǎn)課堂是基于微視頻的一種科學(xué)教學(xué)法，有了微視頻的支撐，教師還要明確翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的一般實(shí)施步驟。特別是農(nóng)村語文教師要因地制宜地貫徹翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施。首先，教師可將制作好的微視頻發(fā)放給學(xué)生讓學(xué)生進(jìn)行課下學(xué)習(xí)，也可以在課堂上集體學(xué)習(xí)。一般來說，教師為了提高微視頻使用效率，更愿意讓學(xué)生在語文課堂上進(jìn)行集體的微課學(xué)習(xí)。這是翻轉(zhuǎn)課堂的第一個實(shí)施環(huán)節(jié)。其次，教師指導(dǎo)學(xué)生微視頻學(xué)習(xí)過程中遇到的重難點(diǎn)內(nèi)容、疑惑之處記錄下來，以便在課堂上進(jìn)行集體討論。這一環(huán)節(jié)很重要，學(xué)生在觀看趣味活潑微視頻時，注意力必定高度集中，而此時提出的問題必然具有代表性與典型性。再次，設(shè)置適當(dāng)?shù)捏w現(xiàn)一定知識層級的《自主學(xué)習(xí)任務(wù)?巍貳Ｍü?觀看教學(xué)視頻自學(xué)或閱讀教材、分析提供的學(xué)習(xí)資源，完成一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，可以讓學(xué)習(xí)的目標(biāo)更為明確，學(xué)生對視頻的觀看更有目的性，教師也更容易把握學(xué)習(xí)的疑難，從而有利于組織更深層次的課堂教學(xué)和探究。最后，教師可以對學(xué)生翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)的成果進(jìn)行系統(tǒng)評價、總結(jié)與反饋。這一環(huán)節(jié)是翻磚課堂實(shí)施的最后一個環(huán)節(jié)，且是不可或缺的一個環(huán)節(jié)，教師要通過此環(huán)節(jié)強(qiáng)化翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果。三、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與在線互動平臺，促進(jìn)知識的內(nèi)化翻轉(zhuǎn)課堂是一種幫助學(xué)生重新建構(gòu)語文學(xué)習(xí)流程的教學(xué)方法。它的第一階段是“信息傳遞”，即通過呈現(xiàn)視頻內(nèi)容將視頻中所蘊(yùn)含的知識信息傳遞給學(xué)生，這一階段需要師生、生生的課堂溝通與互動。第二階段是“知識內(nèi)化”，在課堂上學(xué)習(xí)過相關(guān)知識之后，必定需要學(xué)生在課下進(jìn)行內(nèi)化吸收。為了促進(jìn)學(xué)生更好地內(nèi)化吸收，教師可為學(xué)生構(gòu)建基于微視頻和翻轉(zhuǎn)課堂的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與在線溝通平臺。一，教師可將在翻轉(zhuǎn)課堂上使用微視頻置于指定的網(wǎng)絡(luò)平臺，供學(xué)生下載使用。學(xué)生課后可自行上網(wǎng)下載相關(guān)微視頻進(jìn)行知識的內(nèi)化與吸收，不斷提高翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)效率。二，以班級為單位構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂師生在線溝通群。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)結(jié)束之后，學(xué)生可以將自己不理解，或者有疑惑的問題在群里提出來，然后由教師或者一些優(yōu)秀生進(jìn)行在線解答。這樣，問題便會迎刃而解。當(dāng)然，翻轉(zhuǎn)課堂在農(nóng)村語文教學(xué)中的應(yīng)用不能僅僅依照固定的模式與方法進(jìn)行，而是需要教師依據(jù)語文教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)特點(diǎn)等，科學(xué)實(shí)施與靈巧應(yīng)用。為改變傳統(tǒng)教育中學(xué)生較為被動的狀態(tài)，素質(zhì)教育提出尊重學(xué)生的主體地位，鼓勵學(xué)生自主探究，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。在目前初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，依然存在有遺留問題，多是教師單方灌輸，師生缺乏交流，最終效果可想而知。在教育改革大趨勢下，應(yīng)對此予以重視，引進(jìn)自主學(xué)習(xí)法，提高學(xué)生的自主能力，從而提高教學(xué)水平。1培養(yǎng)興趣，強(qiáng)化學(xué)生主體意識1.1人文情感的關(guān)懷教師印象和課堂氛圍對學(xué)生影響極大，初中生尚未成年，開始進(jìn)入叛逆期，不能強(qiáng)制管教，而應(yīng)施以柔性管理。在以往課堂上，過于注重數(shù)學(xué)學(xué)科本身的教學(xué)，深入挖掘內(nèi)在的趣味性，忽視了情感教學(xué)，以至于不少學(xué)生對教師存在“畏懼”心理。所以，教師應(yīng)該在學(xué)生心中樹立起和藹可親的形象，少點(diǎn)嚴(yán)厲，多絲笑容，創(chuàng)設(shè)輕松愉悅的課堂氛圍，令學(xué)生保持一種很舒適的學(xué)習(xí)狀態(tài)。對初中生而言，他們內(nèi)心很希望得到教師的認(rèn)可和鼓勵，教師要利用這一心理，調(diào)動學(xué)生的積極主動性。比如，每學(xué)期開展評選標(biāo)兵活動，在班級內(nèi)形成良性競爭機(jī)制，使學(xué)生有動力不斷進(jìn)取?；蛘咿D(zhuǎn)換師生角色，安排學(xué)生扮演教師進(jìn)行授課，也可以分組教學(xué)，每組設(shè)置一個教師助手，負(fù)責(zé)本小組的學(xué)習(xí)監(jiān)督。不吝鼓勵和贊美，在學(xué)生回答完問題，或者考試有進(jìn)步，以及其他體現(xiàn)出創(chuàng)新的情況下，教師要通過語言或肢體動作表示贊揚(yáng)，令學(xué)生享受成功的愉悅，增強(qiáng)其自豪感，從而投入更多熱情在學(xué)習(xí)中。也可以在作業(yè)中留下評語，但要注意，鼓勵性評語和贊美都必須客觀真實(shí)，出自真心，不能流于形式，千篇一律。同時，教師還應(yīng)與學(xué)生多交流，及時了解他們的心理狀況，構(gòu)建和諧的師生關(guān)系。只有如此，學(xué)生才能在學(xué)習(xí)中放得開。1.2使學(xué)習(xí)變得有趣很多初中生覺得數(shù)學(xué)枯燥乏味，看到數(shù)學(xué)題就頭疼，逐漸失去興趣，成績也直線下降。其實(shí)，數(shù)學(xué)看起來有很多公式、定理、理論等，十分枯燥，但只要深入其中，方法正確，會發(fā)現(xiàn)內(nèi)有乾坤，趣味多多。首先，培養(yǎng)學(xué)生的生活化意識。數(shù)學(xué)源于生活，最終用于生活，需將數(shù)學(xué)和學(xué)生的日常生活相聯(lián)系，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的實(shí)用性。最為常見的就是手機(jī)套餐選擇、超市購物打折方案等案例。比如，移動公司推出的某套餐，月租99元，包含本地主叫280分鐘，超出部分按0.35元/分鐘計(jì)算；月租139元，本地主叫560元，超出部分按0.25元/分鐘計(jì)算；月租199元，本地主叫1000分鐘，超出部分為0.2元/分鐘。如果家長做生意，通話較為頻繁，顯然適合199元套餐。而若只是平常使用，則可以根據(jù)實(shí)際消費(fèi)情況選擇另外兩種。學(xué)生可利用不等式等知識，求出具體的值。其次，展現(xiàn)數(shù)學(xué)的美、趣味和智慧。中國的雞兔同籠，外國的高斯巧算都是很有智慧的例子。而對稱的美、黃金分割比例等能體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的美，讓學(xué)生在枯燥的公式之外發(fā)現(xiàn)新的天地。也可以轉(zhuǎn)換形式，吸引學(xué)生興趣。比如“校園風(fēng)景如畫”六個漢字各代表一個不同的數(shù)字，其中“校”為數(shù)字3，而且“校園風(fēng)景如畫×校=如畫校園風(fēng)景”，求出每個漢字代表哪個數(shù)字?？雌饋頍o從下手，但稍加分析，便可以把“校園風(fēng)景”設(shè)為X，“如畫”設(shè)為Y，可列出等式“（100X+Y）×3=10000Y+X”，約分后得23X=769Y，所以X=769a，Y=23a，Y小于100且X首位數(shù)字是3，所以a=4，進(jìn)而可求得X和Y.總之，要通過多種途徑培養(yǎng)學(xué)生的興趣，一旦興趣形成，根據(jù)其好奇心和求知欲強(qiáng)的心理，再培養(yǎng)其自主意識就變得很容易。2提前預(yù)習(xí)，增進(jìn)課堂互動交流2.1預(yù)習(xí)準(zhǔn)備階段預(yù)習(xí)是一種有效的獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)形式，需要學(xué)生自律自控，提前了解教學(xué)內(nèi)容，并能夠提出問題，把握重難點(diǎn)知識。引導(dǎo)鼓勵學(xué)生找到適合自己的預(yù)習(xí)方法，具體來說，常見的方法步驟不外乎“讀教材、劃重點(diǎn)、思考任務(wù)、練習(xí)檢查做筆記”。教材是教學(xué)的直接工具，預(yù)習(xí)應(yīng)以教材為主，認(rèn)真把教材內(nèi)容讀一兩遍，了解所講知識點(diǎn)，理清包含的概念和公式，如有理解難度，要做好標(biāo)記。如果能力較強(qiáng)，可聯(lián)想以往學(xué)過的知識，看是否存在聯(lián)系，如果有務(wù)必要建立聯(lián)系，如此可幫助學(xué)生形成較為完整的知識體系。預(yù)習(xí)并非隨意閱讀，應(yīng)該帶有一定的目的和任務(wù)，所以教師可提前設(shè)置一些預(yù)習(xí)階段的問題，引領(lǐng)學(xué)生有方向地學(xué)習(xí)。為了解決問題，學(xué)生必須主動思考，養(yǎng)成勤動手、多動腦的習(xí)慣。學(xué)生盡可能地對每個問題作出點(diǎn)評，寫下心得感受，若有疑問可放到課堂上解決。另外，目前不少初中都引進(jìn)了微視頻、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)法，即教師提前錄制一段教學(xué)視頻，發(fā)布到網(wǎng)上供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。這種方法有不少優(yōu)勢，同時也要把握好視頻時間、內(nèi)容壓縮、課下監(jiān)督等問題，才能見效。2.2課堂討論階段鼓?鈦?生主動參與課堂教學(xué)，以體現(xiàn)其主體地位，給學(xué)生發(fā)表意見的機(jī)會，可以大膽質(zhì)疑，提出自己的觀點(diǎn)。教師不能過于糾結(jié)學(xué)生的出錯情況，不妨嘗試自己故意出錯，考驗(yàn)學(xué)生的辨識能力，這種示錯法其實(shí)很有效，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)問題，說明經(jīng)過了認(rèn)真思考，而且可獲得自豪感，避免此后犯同類錯誤。學(xué)生與學(xué)生之間也要互動交流，自主學(xué)習(xí)并不是說一定要孤立學(xué)習(xí)，隔開與外界的往來。相反，初中數(shù)學(xué)往往會用到小組合作法，每個小組相當(dāng)于一個個體。若是一般性討論，每個組員都可以發(fā)表意見，集思廣益，效果很好。若是針對又難度的復(fù)雜項(xiàng)目，將組員合理分工，既能鍛煉個人能力，還能培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作意識。3結(jié)束語初中數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然存在著很多問題，為適應(yīng)素質(zhì)教育要求，應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的意識，養(yǎng)成良好習(xí)慣。激發(fā)學(xué)生自主性需要考慮多個方面，比如學(xué)習(xí)興趣、情感關(guān)懷、教學(xué)方法等，教師需要在實(shí)踐中不斷摸索，靈活運(yùn)用，最終提高學(xué)生的自主能力。第三章薄透鏡系統(tǒng)初級像差理論1概述使用計(jì)算機(jī)之前:通過人工修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),然后不斷計(jì)算像差來完成的像差理論:對像差的性質(zhì),像差和光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系,進(jìn)行了長期的研究,取得了很多有價值的成果。像差理論中,把像差和y,的關(guān)系用冪級數(shù)形式表初級像差:最低次冪對應(yīng)的像差高級像差:較高次冪對應(yīng)的像差在像差理論的研究中,有實(shí)際價值的是初級像差理論初級像差1初級球差Y=a1h22初級彗差Ks=u,hy3.初級子午場曲4.初級弧矢場曲x。=a4y初級像差5.初級畸變asy6.初級軸向色差7.初級垂軸色差薄透鏡組一個透鏡組的厚度和它的焦距比較可以忽略透鏡系統(tǒng)若干個薄透鏡組構(gòu)成的系統(tǒng),稱為薄透鏡系統(tǒng)(透鏡組之間的間隔可以是任意的)薄透鏡系統(tǒng)在初級像差范圍內(nèi),可以建立像差和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的直接函數(shù)關(guān)系。利用這種關(guān)系,可以全面系統(tǒng)地討論薄透鏡系統(tǒng)和薄透鏡組的初級像差性質(zhì)。甚至可以根據(jù)系統(tǒng)的初級像差要求,直接求解出薄透鏡組的結(jié)構(gòu)參數(shù)。厚透鏡可以看作是由兩個平凸或平凹的薄透鏡加行玻璃板構(gòu)成,如圖3-1所示。因此任何個光學(xué)系統(tǒng)都可以看作是由一個薄透鏡系統(tǒng)加若千平行玻璃板構(gòu)成。2薄透鏡系統(tǒng)的初級像差方程組光闌第二輔助光線第一輔助光線第一輔助光線由軸上物點(diǎn)A發(fā)出,經(jīng)過孔徑邊緣的光線A0第二輔助光線由視場邊緣軸外點(diǎn)出經(jīng)過孔徑光闌中心的光線BP個透鏡組對應(yīng)的g,n,n,都是已知的,我們稱它為透鏡組的外部參數(shù),它們和薄透鏡組的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。像差既和這些外部參數(shù)有關(guān),當(dāng)然也和透鏡組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)(r,,d,m)有關(guān)。薄透鏡系統(tǒng)初級像差方程組:把系統(tǒng)中各個薄透鏡組已知的外部參數(shù)和未知的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)與像差的關(guān)系分離開來,使像差和內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)之間關(guān)系的討論簡化。K=D∑hp=J∑Wl/(=2n)Kh∑"p-2∑"W+八∑/(-n2)x=>hP-2/∑nW+12>+m0/(=2n)P∠W+∑h2q(3+1)/(-2mlu)h∑h2C/(n∑hhC/(nu上公式中n,u為系統(tǒng)最后像空間的折射率和孔促是系統(tǒng)的拉格朗日不變量nwy,它們都是已知常數(shù),每個透鏡組的外部參數(shù),h,h2也是