SeeLight光学虚拟仿真实验平台设计与应用

发布时间：2021-08-03 12:17

　　为了解决传统光学实验教学中存在的操作相对滞后、成本高、限制多等问题,自主研发了See Light光学虚拟仿真实验平台,并基于该平台实现了与仿真实验深度融合的教学辅助功能。应用该平台在基础实验教学与创新能力培养两个方面开展教学实践,探索线上、线下相结合的混合式实验教学模式,改进实验教学中的个人能力评价方法,辅助教师开展智能化和个性化实验教学。 

【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

传统光学实验面临的实际困难分解图

对于课程的重点知识，教师可以利用仿真平台将抽象的理论公式和光学系统结构快速地转化为虚拟光学实验系统，通过可视化的仿真结果加深学生对光学原理（图2）的理解[8-9]。以“应用光学”课程的重点知识——开普勒望远镜为例。该课程要求学生掌握开普勒望远镜的结构原理及视放大率公式。通过教师课堂讲授学生了解到：理想情况下，开普勒望远镜的物镜和目镜均为凸透镜，且物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合；望远镜的视放大率等于物镜和目镜的像方焦距之比。但是，开普勒望远镜在实际使用中往往会遇到一些“非理想”情况，例如物镜的像方焦点和目镜的物方焦点不重合、尽管视放大率满足需求但是通过望远镜观察到的目标图像仍模糊不清等。如果对这些“非理想”情况缺乏思考和认识，学生就无法灵活、正确地使用开普勒望远镜。

基于SeeLight分析上述问题将大大节约实验成本、提高实验效率。首先，与物理图景相对应，教师指导学生在SeeLight仿真平台上构建开普勒望远镜目视光学系统。利用平台的并行分析功能，学生可以同时搭建多个结构相似的光学系统，通过把不同的球面透镜参数和透镜相对位置输入仿真模型中，可以一次性计算得到多个结果，从而对比分析各个参数对成像效果的影响（如图3和图4所示）。图4 成像效果影响因素并行分析仿真系统及仿真结果

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3319606