附件四教案課程名稱工程光學任課教師XXX課程類型專業課教學對象測控專業方案學時2學時教學單元第二章理想光學系統教學章節第五節第二局部理想光學系統的組合——多光組組合計算教學目標1、掌握多光組組合計算方法——正切計算法；2、準確運用正切計算法分析實際光學系統中的成像問題；3、掌握典型光學系統的成像特點。教學重點正切計算法的運用教學難點正切計算法公式的推導教學方法講授法、練習法教學用具教鞭、多媒體、板書教學過程教學環節及其時間安排教學內容設計意圖1、導入主題〔共5分鐘〕2、展開闡述〔共40分鐘〕3、深入研討，舉例講解〔共35分鐘〕留給學生練習〔共10分鐘〕結合例題闡述兩種典型光學系統各自的特點。4、總結提高〔共10分鐘〕一、以課堂互動的方式與學生共同回憶上節課內容并導入新課。上次課我們學習了第五節的第一局部——兩個光組的組合分析，主要包括焦點、主點的位置，以及焦距的求解，涉及到很多公式，需要大家牢記。顯然，當光組數目多于兩個時，我們再沿用這種合成方法，就不實用了；不僅過程繁雜，容易出錯，而且計算公式將很復雜，十分不方便。那么這節課我們將介紹一種基于光線投射高度和角度追跡計算來求組合系統的方法，這種方法稱作正切計算法。二、講授新課〔一〕正切計算法公式的推導前面我們學過，平行于光軸的光線，經系統后必經過像方焦點；對于多個光組組合而成的系統而言，這點仍然滿足；也就是說，用一條投射高度為h1的平行于光軸的入射光線照射第一個光組，經過k個光組組成的系統后，其出射光線與光軸的交點就是該系統的像方焦點，如圖2-27所示。延長入射光線與出射光線，使其相交于一點。過該點作與光軸垂直的平面，這個平面就是系統的像方主平面。像方主平面與光軸的交點就是系統的像方主點。從像方主點到像方焦點的距離就是該系統的像方焦距。圖2-27組合系統的焦距從圖中可以得出，，為入射光線在第一個光組主面上的投射高度，是指光線經過k個光組后的出射光線與光軸的夾角，就是這個組合系統的像方焦距。從公式來看，要求，就需要知道和的比值。具體過程就是給定一個，找出與其對應的，從而得到。對于任意一個單獨的光組來講，都滿足高斯公式。等式兩邊同時乘上光線在該光組主面上的投射高度，以第i個光組為例，就有如下公式：推導得出：利用過渡公式和得到光線在相鄰兩個光組上的投射高度之間的關系為：利用這些公式就可以求出。具體我們以3個光組的組合系統為例來說明。任取，令，那么有：即求得多光組組合系統的焦距。三、典型例子例1遠攝型光組一光組由兩個薄光組組合而成，如圖2-28所示。第一個薄光組的焦距，第二個薄光組的焦距，兩光組的間隔。求組合光組的焦距，組合光組的像方焦點的位置及像方主面位置，并比擬筒長與的大小。利用正切計算法，設，有：所以：圖2-28遠攝型光組顯然，此組合光組的焦距大于筒長。在長焦距鏡頭中往往采用這種組合方式，其特點就在于筒長比焦距短，使得整體比擬輕巧。此類組合光組通常稱為遠攝型光組。例2反遠距型光組一光組由兩個薄光組組合而成，如圖2-29所示。第一個薄光組的焦距，第二個薄光組的焦距，兩光組的間隔。求組合光組的焦距，并比擬筒長與的大小。圖2-29反遠距性型光組那么接下來請同學們自己思考，并動筆完成這道例題?！彩昼娨院螅私鈱W生完成情況〕利用正切計算法，設，有：所以：此組合光組的焦距比工作距要短，通常稱為反遠距型，意為其結構與遠攝型光組相反。這非常有利于在系統后面安放其他光學元件。上述光組組合的兩個例子談到了遠攝型和反遠距型光組各自的特點，下面將等焦距的這兩種組合形式畫在同一張圖上，更能一目了然地看到他們的區別所在，如圖2-30所示。圖2-30焦距相等的遠攝型與反遠距型比擬五、總結提高回憶以往所學知識及其局限性，引入新方法來解決多光組組合系統的成像問題。通過課堂講授、實例分析、學生練習及討論等方式，使同學們深刻理解并掌握正切計算法，并能夠正確運用這種方法解決多光組組合系統的成像問題。激發學生熱情，并串聯課程的上下節進入新課程的講授，對本節內容進行展開使用具體實例進行較為詳細的解析，可使同學們更好地理解和掌握正切計算法。通過綜合實例的講解，升華本節課所學習內容。例1采用講授法，由老師主講，引導學生掌握解題方法。例2采用練習法，與學生互動，激發學生主觀能動性；老師巡視幾圈，及時解決學生的困惑，更加有效地幫助學生掌握本節課的內容。以討論的方式與學生共同回憶本節課的內容。作業設計第二章