几何光学是否有必要自学

发布时间: 2022-08-11 11:02:56 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 100

几何光学研究的意义几何光学是人类认识光学最基础的观念,核心就是光沿直线传播。对我们理解光学是最直接最基本的一套知识总结。零基础学...

几何光学是否有必要自学

几何光学研究的意义

几何光学是人类认识光学最基础的观念,核心就是光沿直线传播。对我们理解光学是最直接最基本的一套知识总结。

零基础学光学从哪部分开始较好?几何光学吗?

光学包含的种类很多,如波动光学、几何光学、非线性光学、量子光学、傅立叶光学等等。
我的建议是,如果你数学好,可以跳过几何光学从波动光学开始。因为几何光学实际是针对光能成像的现象性解释,并未深入光的本质探讨问题。人们对光的研究也是以波动光学为基础的。
当然,若你没有高数和复变的基础,建议从几何光学学起,先建立一个简单的物理概念框架。

高中的学科要怎么去学才能学好啊!?

我现在刚刚初三升高一,对高中的课程不怎么熟悉,也没有把握怎样去学,由于听到高中的老师说不能按初中的方法去学,只听说要学好哪几门那几门.....最近我暑假报了数学暑假班,4课程的。听说很不错,补了之后,才发现,我都跟不上,题目很难,而且老师上的很快,因为要学的课程很多,也很难..补课不得现在我的心里都没把握了....高中课程主要要怎么去学,怎么才能学好?这是我现在最想知道的...希望各位老师学姐学长们给点建议...还可以介绍几本比较好的教辅材料.帮助我学习。谢谢了! rn 真的很感谢!
上课认真听,记笔记,作业有不懂的就问,还要对学习保持着兴趣(当年我就是因为喜欢化学,所以几乎是一听就懂,也不会忘记,都不怎么复习也能拿满分,而且无论学什么兴趣都是很重要的,有了兴趣,你就能化被动为主动,学的东西也就记得牢,且快)打好基础是最重要的,还有细节的地方要注意,符号的大小写啦,那种情况要表箭头(这是化学上的)啦,一些概念也要牢记,有些题或方程式(没学过的)靠概念是可以做(写)出来的,蒙对的几率也会提高。语文英文的话积累是很重要的,还有基础打要好,适当背些作文也可以。数学上概念(以后高三了会做综合卷,这时每个考点的概念就尤为重要了,搞错的话题也会做错的)是一点,也要多做题提高熟练度。这些要从高一就开始,不可以放松 。政治的话时政要多关注,同时要考虑下每条时政于课本的那个知识点有关可以套用,历史应该基本就是背的,地理也差不多。基础打好,适当背些作文也可以。历史其实你可以当一个个小故事去记的。

还有无论哪一门基础都是最重要的,所以一定要把基础打好,所以高一高二要好好学。细节也要注意,绝对不能在小细节上扣分。不然就会变成你做不来的难题你错了,你做的来的题也被扣分了,这种亏我是经常吃的,所以你要好好注意了,看着这一分,两分的小分加起来扣掉的十几分,二十几分,会心疼死你的。当然适当的在平时拿出笔记来来看一看,看的时候特别要注意细小的地方,记笔记的时候最好把老师一笔带过的知识点也记下,卷子上出现平率高的课外知识点也要有意识的记一下。
多做点题也是必要的,尽量多见一些题型(可以靠参加竞赛,或做竞赛题),扩大眼界,考试时遇到新题也就不会怕了,因为已经有了考试时遇新题的经验了。也可能别人没遇过的题型,你遇过了,在熟练度上你就有优势了 。
提前预习,及时复习。课上注意跟上老师,简练记笔记。其实和中学差不多的,要把心态放平和,适应就好了。
高中学习有“诀窍”
语文:每天保证半小时阅读
变化:高中语文与初中阶段相比有较大的跳跃,强调学生自主阅读和自主写作,变“要我读,要我写”为“我要读,我要写”。因此,学习高中语文,一要善于“发现”,二要善于“表达”。
方法:要留意体察自然、社会和人生,关注文化生活,获得许多发现,积累到丰富的写作素材。在阅读优秀作品时,也要学会发现:品味语言,感受作品思想、艺术的魅力;领悟其丰富的内涵,思考人生价值和时代精神;提出自己的新看法。对自己的新发现,要学会不断追问,懂得联想和想象。对语文基础知识进行系统的梳理对高中生来说十分必要,从字音、字形、词语、标点到句法、修辞等方面进行整理,搜集文学常识、写作知识等内容,构建起自己的语文知识框架体系。
学习文言文最有效的方法是“积累”和“转化”。积累最好的办法就是背诵,把若干重要的文言篇章熟记于心,文言的实词意义、虚词应用、各种句式的变化其实就已经包含其中了。转化是指把课内学到的知识转变为能力,在阅读背诵的基础上掌握文言文的学习规律和方法,从而能够自己阅读比较浅显的陌生文言文。
此外,要学好语文,光读课本是远远不够的,还应把课外阅读纳入语文学习的计划当中。高一正是广泛涉猎课外书籍的好时机,每天至少用半个小时阅读课外书。

数学:耐心+恒心+毅力
变化:高中数学在知识的深度、能力的要求上都比初中有了质的飞跃,内容难度大、抽象,对分析能力的要求高。所以进入高中后,成绩有所下降是正常的,大可不必为没拿到高分而烦恼。当然,态度决定一切,既有耐心,又有恒心和毅力,相信是能够把高中数学学好的。
方法:学会听课在高中数学学习中至关重要,上课听老师分析问题时,应注意思路、方法,掌握了原理,一节课就有收获了。记笔记可以提高听课的效率,但不能因此影响听课,遇到不懂的地方,要及时跳过去。如果发现听课吃力,则要做好课前的预习工作。学数学的本质是学解题,要学会多问几个为什么。通过反复思考,理解后的知识才能真正成为自己的东西。在理科的学习中,树立自学的意识非常必要。此外,多做练习对学好数学有很大帮助,但是应该强调“适当”,而不是多多益善,搞题海战术。

英语:语法和词汇是两大要素
变化:进入高中后,英语教材的内容增多,跨度大,不像初中一节课就可以把知识点反复操练到完全掌握,所以更要注意自学,温故而知新。高中英语非常侧重培养阅读能力,需要把所学知识灵活运用到对语言、文章的理解之中。这除了一定的练习之外,还需要大量的自主阅读。
方法:高一,重在培养兴趣,树立信心,锻炼听说能力,掌握几个重要的语法点,掌握基本的阅读方法,培养起良好的学习习惯。高二,坚持听说联系,着重扩大单词量和阅读量,提高语言的综合运用能力。高三,提高语言知识的准确性和综合性,通过适当的训练提高解题技巧和应试能力。此外,语法和词汇是学习英语的两大要素。“语法万能唯一论”和“语法无用论”都不可取,语法应坚持结合语境中体会学习。对于词汇的学习应坚持词不离句、句不离文的原则,在阅读中主动记忆。在初记单词时,鼓励结合拼读规则,达到“读其音,知其形”的境界。另外,要重视听说能力的夯实锻炼,通过背诵经典课文,主动参与类似英语角的活动等途径来实现。

物理:培养良好的学习习惯
变化:物理是高考理综考查的科目之一,理综总分300分,物理就占了120分。根据往年高考成绩,物理科得分不太理想。今年初三毕业生是参加过课改的,而高中物理末参加课改,这样就使原本所具有的初高中物理衔接的难度增大,和其他科目相比,学物理要投入更多精力。
方法:良好的学习习惯是获得好的学习效果的关键,可这一点却常常被忽视。高中的物理问题中,大部分要求画图,有些内容对图的精确度要求高(如几何光学),规范作图书写是必须做到的。高中物理的知识结构是按力学、电学、热学、光学及原子物理的顺序展开。暑假中,建议对初中物理中有关的章节进行重点复习,如九年级物理第十一章运动和力、第十二章力和机械、第十四章机械能。而且高中物理以定量计算居多,初中物理则以定性了解居多,因此在复习时尤其要关注相关的计算题。此外,物理是高中学科中比较难学的一门,培养兴趣非常重要,同学们可以有计划地观看有关的科普类电视节目和书籍,增加对物理的兴趣。

化学:记忆理解两者兼顾
变化:化学是理科中的文科,化学学习过程既要进行理科的逻辑推理,又要有文科的知识记忆和积累。同时,化学也是一门实验学科,要学好化学,就要做好实验,而且更要注意锻炼自己的独立思考和解决问题的能力。
方法:从高一到高三,化学知识由浅入深呈螺旋式上升,须细水长流、夯实基础,临时抱佛脚绝对行不通。化学知识虽然琐碎、繁杂,但有一定规律可循,只要善于并勤于对知识进行梳理、比较和归纳,就可以使化学知识系统化、条理化。这是高一就必须开始做的积累工作,记下课堂上老师讲的但书上没有的内容,每一次学习的感悟,自己平时容易错的问题,到总复习的时候就有了属于自己的“教材”,这是钱都买不到的宝贝。另外,做化学实验前要做到心中有数,实验时要“手到、眼到、心到”,实验完成后要认真分析实验数据、实验误差,进行实验评价。
希望适合您。。。

什么是几何光学?

有关物理的
几何光学是光学学科中以光线为基础,研究光的传播和成像规律的一个重要的实用性分支学科。在几何光学中,把组成物体的物点看作是几何点,把它所发出的光束看作是无数几何光线的集合,光线的方向代表光能的传播方向。在此假设下,根据光线的传播规律,在研究物体被透镜或其他光学元件成像的过程,以及设计光学仪器的光学系统等方面都显得十分方便和实用。
但实际上,上述光线的概念与光的波动性质相违背,因为无论从能量的观点,还是从光的衍射现象来看,这种几何光线都是不可能存在的。所以,几何光学只是波动光学的近似,是当光波的波长很小时的极限情况。作此近似后,几何光学就可以不涉及光的物理本性,而能以其简便的方法解决光学仪器中的光学技术问题。
光线的传播遵循三条基本定律:光线的直线传播定律,既光在均匀媒质中沿直线方向传播;光的独立传播定律,既两束光在传播途中相遇时互不干扰,仍按各自的途径继续传播,而当两束光会聚于同一点时,在该点上的光能量是简单的相加;反射定律和折射定律,既光在传播途中遇到两种不同媒质的光滑分界面时,一部分反射另一部分折射,反射光线和折射光线的传播方向分别由反射定律和折射定律决定。
基于上述光线传播的基本定律,可以计出光线在光学系统中的传播路径。这种计算过程称为光线追迹,是设计光学系统时必须进行的工作。
几何光学中研究和讨论光学系统理想成像性质的分支称为高斯光学,或称近轴光学。它通常只讨论对某一轴线(即光轴)具有旋转对称性的光学系统。如果从物点发出的所有光线经光学系统以后都交于同一点,则称此点是物点的完善像。
如果物点在垂轴平面上移动时,其完善像点也在垂轴平面上作线性移动,则此光学系统成像是理想的。可以证明,非常靠近光轴的细小物体,其每个物点都以很细的、很靠近光轴的单色光束被光学系统成像时,像是完善的。这表明,任何实际的光学系统(包括单个球面、单个透镜)的近轴区都具有理想成像的性质。
为便于一般地了解光学系统的成像性质和规律,在研究近轴区成像规律的基础上建立起被称为理想光学系统的光学模型。这个模型完全撇开具体的光学系统结构,仅以几对基本点的位置以及一对基本量的大小来表征。
根据基本点的性质能方便地导出成像公式,从而可以了解任意位置的物体被此模型成像时,像的位置、大小、正倒和虚实等各种成像特性和规律。反过来也可以根据成像要求求得相应的光学模型。任何具体的光学系统都能与一个等效模型相对应,对于不同的系统,模型的差别仅在于基本点位置和焦距大小有所不同而已。
高斯光学的理论是进行光学系统的整体分析和计算有关光学参量的必要基础。
利用光学系统的近轴区可以获得完善成像,但没有什么实用价值。因为近轴区只有很小的孔径(即成像光束的孔径角)和很小的视场(即成像范围),而光学系统的功能,包括对物体细节的分辨能力、对光能量的传递能力以及传递光学信息的多少等,正好是被这两个因素所决定的。要使光学系统有良好的功能,其孔径和视场要远比近轴区所限定的为大。
当光学系统的孔径和视场超出近轴区时,成像质量会逐渐下降。这是因为自然点发出的光束中,远离近轴区的那些光线在系统中的传播光路偏离理想途径,而不再相交于高斯像点(即理想像点)之故。这时,一点的像不再是一个点,而是一个模糊的弥散斑;物平面的像不再是一个平面,而是一个曲面,而且像相对于物还失去了相似性。所有这些成像缺陷,称为像差。
用单色光成像时,有五种不同性质的像差,即球差彗差、像散、场曲和畸变。前三种像差破坏了点点对应。其中,球差使物点的像成为圆形弥散斑,彗差造成彗星状弥散斑,而像散则导致椭圆形弥散斑。场曲使物平面的像面弯曲,畸变使物体的像变形。
此外,当用较宽波段的复色光成像时,由于光学媒质的折射率随波长而异,各色光经透镜系统逐面折射时,必会因色散而有不同的传播途径,产生被称为色差的成像缺陷。色差分两种:位置色差和倍率色差。前者导致不同的色光有不同的成像位置,后者导致不同的色光有不同的成像倍率。两者都使像带色而严重影响成像质量,即使在近轴区也不能幸免。
各种像差的实际值需通过若干条光线的追迹而得知。但是,在稍大于近轴区的范围(称赛德耳区)内,成像缺陷可以用初级像差(也称赛德耳像差)来描述。初级像差值只需通过对二条近轴光线的追迹就能全部计算出来。像差,特别是初级像差已有相当完整的理论,是光学系统设计的理论基础。
为使光学系统在具有大的孔径和视场时能良好成像,必须对像差作精细校正和平衡,这不是用简单的系统所能实现的。所以,高性能的实际光学系统需要有较复杂的结构形式。
一个光学系统须满足一系列要求,包括:放大率、物像共轭距、转像和光轴转折等高斯光学要求;孔径和视场等性能要求,以及校正像差和成像质量等方面的要求。这些要求都需要在设计时予以考虑和满足。因此,光学系统设计工作应包括:对光学系统进行整体安排,并计算和确定系统或系统的各个组成部分的有关高斯光学参量和性能参量;选取或确定系统或系统各组成部分的结构形式并计算其初始结构参量;校正和平衡像差;评价像质。
像差与光学系统结构参量(如透镜厚度、透镜表面曲率半径等)之间的关系极其复杂,不可能以具体的函数式表达出来,因而无法采用解方程之类的办法直接由像差要求计算出系统的精确结构参量。现在能做到的是求得满足初级像差要求的解。
初级像差是实际像差的近似表示,仅在孔径和视场较小时能反映实际的像差情况,因此,按初级像差要求求得的解只是初始的结构参量,需对其进行修改才能达到像差的进一步校正和平衡,在这一过程中,传统的做法是根据追迹光线得到的像差数据及其在系统各面上的分布情况,进行分析、判断,找出对像差影响大的参量,加以修改,然后再追迹光线求出新的像差数据加以讦价。如此反复修改,直到把应该考虑的各种像差都校正和平衡到符合要求为止。这是一个极其繁复和费时很多的过程。
电子计算机的问世和应用,给光学设计工作以很大的促进。光学自动设计能根据系统各个结构参量对像差的影响,同时修改对像差有校正作用的所有参量,使各种像差同时减小,因此能充分发挥各个结构参量对像差的校正作用,不仅加快了设计速度,也提高了设计质量。
在光学自动设计中,需构造一个既便于计算机作判断又能反映所设计系统像质优劣的评价函数,以引导计算机对结构参量的修改。通常,用加权像差的二次方之和构成评价函数,它是系统结构参量的函数。每修改一次结构参数(称为一次迭代)都会引起评价函数值的变化,如果有所降低,就表示像差有所减小,像质有所提高。
结构参量的改变要有一定的约束,以保证有关边界条件得到满足。所以,所谓光学自动设计,就是在满足边界条件的前提下,经过若干次迭代,由计算机自动找出一组结构参量,使其评价函数为极小值。现在用于光学自动设计的数学方法很多,较为有效、已为大家所采用的有阻尼最小二乘法,标准正交化法和适应法等。
其它光学分支学科
光学、几何光学、波动光学、大气光学、海洋光学、 量子光学、光谱学、生理光学、电子光学、集成光学、空间光学
几何光学就是光学里最简单的那些,什么反射啊折射啊,可以用射线来代替光线,通过作图表示的。就是初中物理学的那些。
本文标题: 几何光学是否有必要自学
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