光学教案

第一篇：光学教案

6.1 光的吸收和散射

教 案

主讲： 朱 辉 单位：物电学院

2010-12-08【教学目的】

掌握光在传播中与物质的相互作用之一——能量变化（吸收和散射）。掌握朗伯定律。

掌握吸收光谱及其应用。

能够利用瑞利散射理论解释朝阳、蓝天现象。能够利用米氏散射理论解释白云和雾的现象。了解散射光的偏振性。

培养学生利用光的吸收和散射原理解释自然现象的能力。提高学生对环境保护的认识。【教学内容】

朗伯定律。

一般吸收和选择吸收。

吸收光谱及其应用。

光的散射定义。瑞利散射和米氏散射。蓝天、朝阳和白云现象。【教学重点】

朗伯定律、吸收光谱。

用散射理论解释自然界中的光学现象。【教学难点】

吸收光谱。电偶极辐射理论。

散射和漫射、反射和衍射的区别。散射光的偏振性。【课时安排】 45分钟 【预习要求】

观察自然界中的吸收和散射现象。【教学方法】

实验演示法、讲授法、谈话法等。【实验演示】

通过实验演示光的吸收和散射现象

通过PPT显示光的吸收和吸收光谱的动画或图片。【教学手段】

采用多媒体教学。【参考书目和参考文献】

1.赵凯华.新概念物理教程光学.北京:高等教育出版社,2004.11.2.钟锡华.现代光学基础.北京：北京大学出版社，2003.8.3.赵凯华,钟锡华.光学.北京:北京大学出版社,1984.4.母国光,战元龄.光学.北京:人民教育出版社,1979.5.郭光灿等.光学.北京:高等教育出版社,1997.6.张志军, 熊维巧.原子吸收分光光度法测定微量铬[J].化学工程师 , 2000,(03)7.孙立民, 郭丽娟.氢化物原子吸收分光光度法测定水中的汞[J].吉林水利 , 2002,(06)8.伯广宇等.探测大气温度和气溶胶的瑞利-拉曼-米氏散射激光雷达[J].光学学报,2010（01）.【作业】

Page291 6.2 [教学内容] 导入：

除了真空，没有一种介质对电磁波是绝对透明的。光的强度随穿进介质的深度而减少的现象，称为介质对光的吸收（absorption）。仔细的研究发现光不仅有吸收而且还有散射两种情况，前者是光能量被介质吸收后转化为热能，后者则是光被介质散射到四面八方。

演示1：光通过液体以后的变化，引入光与物质相互作用中的吸收和散射问题。发现

光束越深入物质，强度将越减弱

结论：

⑴ 光的能量被物质吸收——光的吸收现象

⑵ 光向各个方向散射 ——光的散射

6.1 光的吸收和散射

一、光的吸收 1.朗伯定律

实验表明，当光沿X方向均匀通过介质的时候，设光的强度在经过厚度dx的一层介质时强度由I减为I-dI。在相当广阔的光强范围内，-dI正比于I和dx，有

dIIdx

（1）

式中α是个与光强无关的比例系数，成为该物质的吸收系数。

为了求出光束穿过厚度为l的介质后的强度

图一 光的吸收

改变，（1）改写为

并在0到l区间对x进行积分。得

le

(2)

II0dIIdx

在光强不太强的情况下，大量的实验证明这个定律相当精确。

激光出现后，由于人类掌握的光强增加了几个甚至十几个数量级——这时候就出现光与物质作用的非线性效应（非线性光学）。

在液体中吸收系数α与液体浓度C的关系为

AC

(3)那么(2)式可以改写为

II0eACl

(4)公式(3)可以作为液体浓度测量的理论依据。2.一般吸收和选择吸收

在吸收的过程中，如果所有的波长的吸收都是一样的，我们称为普遍吸收，也可以称之为一般吸收。

a）一般吸收

吸收很少，并且在某一给定的波段内几乎不变。如：空气、无色玻璃和纯水都是在可见光范围内产生一般吸收。

不是所有的物质都是如此，对于广阔的电磁波了范围，一般吸收介质不可能存在。比如我们看一束白光通过一个滤光片，那么就会产生一些特殊的效果。如红色滤光片后变成红光，这种物质对某些波长吸收特别强烈的过程，我们称为选择吸收。

b)选择吸收

特点表现为：吸收很多，并且随着波长的变化而剧烈的变化。任何一种物质对光的吸收都是有这两种吸收组成。c）吸收曲线的应用。（如光纤吸收曲线）

图二 光纤的工作波长分段图

图二是光纤的吸收曲线，从图中可以看出吸收比较少的，而且应用最好是波长1550nm的窗口。这也是高锟的重要贡献。

图三 大气窗口

一般将大气的衰减作用相对较轻、透射率较高、能量较易通过的电磁波段定义为大气窗口。只有位于大气窗口的波段才能被用于生成遥感图像。在VIS—IR区段，常用的大气窗口有：0.3—1.3μm、1.5—1.8 μ m、2.0—2.6 μ m、3.0-4.2 μ m、4.3—5.0 μ m、8—14 μ m。在微波区段，主要采用的大气窗口为8mm附近和频率低于20GHz的波段。

3.吸收光谱

产生连续光谱的光源所发出的光，通过有选择吸收的介质后，用分光计可以看出默写线段或某些波长的光被吸收。这就形成了吸收光谱。

a)实验装置

图4 观察吸收光谱的实验装置

b)吸收光谱

当连续的白光通过吸收物质后再经过光谱仪器的分析，即可将不同波长的光被吸收的情况显示出来，形成“吸收光谱”。

c)吸收光谱与发射光谱的关系

图五 氢原子在可见光区域的发射光谱和吸收光谱

从图五中可以看出，吸收谱中的暗线和发射谱中明线意义对应，也就是说某种物质自身发射那些波长的光，它就强烈的吸收那些波长的光。

d)吸收光谱的应用

我们知道不同的元素对应有不同的发射谱线，就如同条形码一样。很多的时候我们无法也不能把元素加上高温让其发射谱线，如恒星表面覆盖的一层气体。

利用吸收谱观察太阳表面的元素构成：1868年法国人让桑（J.P.Janssen）发现太阳光谱中出现了不知来源的暗线；后有英国天文学家洛尔基（J.N.Lockyer）取名为氦，源于希腊语意为太阳(helios)。这种物质1894年才有英国化学家莱姆赛（W.Ramsay）从亿铀矿蜕变的气体中发现。

利用吸收光谱测量：元素比例的定量分析。

二、光的散射

1.光的散射

在光学性质均匀的介质中或两种折射率不同介质的分界面上，无论光的直射、反射和折射都仅局限在某一个特定的方向上，而在其他方向上的光强则等于零，我们沿着光束的侧向观察就应该看不到光。

但光束通过光学性质不均匀的物质时，从侧向却可以看到光，这种现象叫光的散射。

2.电偶极辐射理论

光通过物质的时候，由于电场的作用，物质中的原子、离子或分子在入射光电场的作用下做受迫振动。设p=ez，z=Acoswt经典的理论告诉我们。

EHeA40cRE2sincos(t2Rc)

(5)

0czSHzpOpOEI

图六 电偶极辐射

图七 波的强度与角度的关系

能量可以用坡印廷矢量表示

SEHEH10cE(6)则波的强度的平均值为

SI10cE20eA32cR22224sin2

(7)有此可知，光在半径为R的球面上各点的相位都相等(球面波)，相位落后园心R/c，但是振幅随着角度变化。

3.散射与介质不均匀的关系

当光入射到介质上，将激起其中的电子作受迫振动，从而发出相干次波。注意这里的次波和惠更斯——菲涅耳原理假设的次波不同，这里是真是的振源。理论上可以证明，只要分子的密度是均匀的，次波相干叠加的结果，只剩下遵守几何光学规律的光线，沿着其余方向的振动完全抵消。但是，在微观的尺度，由于分子的涨落，没有物质是均匀的。那么当尺度达到波长量级的邻近小块之间的光学性质有较大差异时，在光波的作用下它们将成为强度差别较大的次波源，而且从它们到空间个点已有不可忽略的光程差，这些结果就远远不同于均匀介质的情况。如图八所示：

图八 散射、衍射和反射

图中可以看出，介质比较大的情况下，散射可以看作反射和折射。介质比较小的情况下，可以看作衍射。4．瑞利散射和米氏散射

瑞利在1871年针对细微质点的散射，通过大量的实验，提出了散射光强与波长的四次方成反比的规律。

从电动力学的结果我们也可以看出，偶极子的辐射功率也是正比与频率的四次方。究其原因，瑞利认为是热运动破环了分子之间的关联。

同样我们从上面的分析也可以看出，较大颗粒对光散射，不能仅仅看成独立的电偶极子的振荡合成了，它们有很大的一部分是相关的。对应大颗粒散射，米(C.Mie)和德拜(P.Debye)以球形质点为模型计算了电磁波的散射，给出了适用于任何球体的散射公式。如图九所示。

图九 瑞利散射和米氏散射

5.蓝天、朝阳和白云 首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气散射阳光的结果。如果没有大气，即使在白昼，人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中。这景象是宇航员司空见惯了的。由于大气的散射，将阳光从各个方向射向观察者，我们才看到了光亮的天穹，按瑞利定律，白光中的短波成分（蓝紫色）遭到散射比长波成分（红黄色）强烈得多，散射光乃因短波的富集而呈蔚蓝色。瑞利曾对天空中各种波长的相对光强作过测量，发现与反比律颇相吻合。大气的散射一部分来自悬浮的尘埃，大部分是密度涨落引起的分子 散射，后者的尺度往往比前者小得多，瑞利反比律的作用更加明显。所以每当大雨初霁、玉宇澄清的时候，天空总是蓝得格外美丽可爱，其道理就在这里.由于白光中的短成分被更多地散射掉了，在直射的日光中剩余较多的自然是长波成分了。早晚阳光以很大的倾角穿过大气层，经历大气层的厚度要比中午时大得多，从而大气的散射效应也要强烈得多，这便是旭日初升时颜色显得特别殷红的原因（图十）。白云是大气中的水滴组成的，因为这些水滴的半径与可见光的波长相比已不算太小了，瑞利定律不再适用，按米-德拜的理论，这样大小的物质产生的散射与波长的关系不大，这就是云雾呈白色的缘故。

图十 蓝天和朝阳的形成

6.散射光的偏振性

虽然从光源发出的光是自然光。但从正侧方（Z）观察时发现散射光是线偏振。斜方向观察发现是部分偏振的，唯有在X方向才是自然光。如图十一。

图十一 散射光的偏振性

先假定入射光是线偏振的，传播方向沿X轴，电矢量E沿平行Y轴的方向振动。根据电偶极振荡理论所有的受迫振动都是平行与Y轴的，由此产生的次级电磁波是球面波，向各个方向传播时，波的电矢量E’都是在电偶极子轴线DD’所在的平面内。由于光是横波，E’还必须垂直与波的传播方向。根据(7)式，在赤道面各点的振幅最大，两极为零。

同样可以把自然光的另外一部分沿着Z轴振荡处理。就可以得到上述的实验结果。

应用：蜜蜂利用偏振光和生物钟来辨别方向。

开车时司机带有偏光的太阳镜。

第二篇：光学教案

光学知识点

（一）光源：能发光的物体。

1、光源可分为自然光源。如 ：太阳、萤火虫。

2、人造光源。如： 篝火、蜡烛、油灯、电灯、电视机屏幕。

3、月亮、平面镜、放电影时所看到的银幕本身不会发光，它们不是光源。

（二）光的传播：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。

1、表示光的传播方向的直线叫光线，光线是带箭头的直线，箭头表示光传播的方向。

2、用光的直线传播解释简单的光现象

1）影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。2）日食、月食的成因。

3）小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像，其像的形状与孔的形状无关。

（三）光速

81、光在真空中的传播速度是3×10 m/s.2、光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小.3、光在空气中的速度可认为是3×108 m/s.（四）色散：复色光分解单色光的现象，叫做光的色散。

1、白光是复色光。白光通过棱镜不能再分解的光叫做单色光

2、红、绿、蓝是色光的三原色

3、红、黄、蓝是颜料的三原色。

（五）光的反射：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

1、反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居于法线的两侧，反射角等于入射角。光的反射过程中光路是可逆的。

2、分类：

⑴ 镜面反射：射到物面上的平行光反射后仍然平行。

迎着太阳看平静的水面，特别亮。黑板“反光”等，都是因为发生了镜面反射 ⑵ 漫反射：射到物面上的平行光反射后向着不同的方向 每条光线遵守光的反射定律。

（六）平面镜：

1、成像特点：①物体在平面镜里所成的像是虚像。②像、物到镜面的距离相等。③像、物大小相等。④像、物的连线与镜面垂直。

2、“正立”“等大”“虚象”像、物关于镜面对称。

3、成像原理：光的反射定理。

4、作用：成像、改变光路。

5、实像和虚像：实像：实际光线会聚点所成的像。

虚像：反射光线反向延长线的会聚点所成的像。

（七）光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化；这种现象叫光的折射现象。

1、光的折射定律：

⑴折射光线，入射光线和法线在同一平面内。⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。⑶

光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角。光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0度。

2、在折射时光路是可逆的。

3、应用：从空气看水中的物体，或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像，看到的位置比实际位置高。

（八）透镜成像：

1、透镜及分类： 凸透镜： 边缘薄，中央厚。

凹透镜： 边缘厚，中央薄。

2、主光轴，光心、焦点、焦距。

主光轴：通过两个球心的直线。

光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示

焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。

虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心以及一条主光轴。

3、透镜对光的作用

凸透镜：对光起会聚作用。

凹透镜：对光起发散作用。

4、凸透镜成像规律

注意：

u>f： 物距增大、像距减小、像变小、成倒立实像；物距减小、像距增大、像变大、成倒立实像。

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第三篇：光学 双折射 教案

《光学》电子教案

§5-3 光通过单轴晶体时的双折射现象

一、双折射现象

1、什么叫双折射现象

1669年，巴托里奴斯发现，一束光进入方解石（晶体）后产生两束折射光，我们将一束光进入晶体后产生两束折射光的现象，叫双折射现象。

2、寻常光和非常光

一束光垂直晶面入射，折射光中一束遵守折射定律，另一束不遵守折射定律。遵从折射定律的光线称为寻常光线，简称o光，不遵从折射定律的光线称为非常光线，简称e 光，不遵从折射定律的含义：1°，sini1/sini2常数，2°折射面与入射面不一定重合。寻常光和非常光都是平面偏振光。

二、光轴与主截面

1、光轴：在晶体内常有一个或两个固定的方向，光在晶体内沿着这一方向传播时，不发生双折射，这一方向称为晶体的光轴。

注意：光轴仅标志一定的方向，并不限于某一条特殊的直线。单轴晶体、双轴晶体

2、主截面 包含光轴和一条给定光线的平面，叫作与这条光线相对应的晶体的主截面。通过o光和光轴所作的平面称为o光的主截面。通过e光和光轴所作的平面称为e光的主截面。O光垂直于自己的主截面；e光平行于自己的主截面。

光轴位于入射面内，o光和e光的主截面重合，一般情况下不重合，但夹角很小，看作重合。

三、o光和e光的相对强度

1、用自然光照射，o光和e光强度相等。

2、用平面光（偏振光）照射，情况又如何？

入射偏振光的振幅为A，其振动面与主截面夹角为θ

AeAcos A0AsinI0/Ietg2 晶体转动，改变角

光束若粗些，有重迭部分，晶体旋转时，重迭部分光强不变。

I0A2sin2 IeA2cos2 I0IeA2(sin2cos2)A2I

例：强度为I的自然光，垂直入射到方解石晶体上后又垂直入射到另一块完全相同的晶体上。两块晶体的主截面之间的夹角为，试求当分别等于30°时，最后透射出来的光束的相对强度（不考虑反射、吸收等损失）。

§5-4 光在晶体中的波面

一、o光和e光的波面

双折射的实质是o 光和e 光在晶体中的传播速度不同。

o光的传播规律与光在各向同性介质中一样，Vo 沿各方向的传播时相同，波面为球面。e 光则不然，Ve 沿各方向的传播时不同，波面为椭球面。光沿光轴传播, e光振动方向垂直光轴 vevo光垂直光轴传播,e光振动方向平行光轴, ve在光轴方向：两波面相切；

垂直于光轴方向：两波光速相差最大。

单轴晶体分为两类：vo>ve 叫正晶体（如石英），ve>vo 叫负晶体（如方解石）。

cnecno

二、光在晶体中的传播方向

1、单轴晶体内o光和e光的传播方向

利用o光和e光的波面图和惠更斯求波面作图法，可以确定o光和e光在晶体内的传播方向。

1、光轴在入射面内，并与晶体表面成一定倾 角，平行光以入射角i 1入射到晶体表面。AB为入射光波面，B点发出次波传至o点时，A点发出的次波已进入晶体内，作出o光和e光的波面，它们在光轴方向相切，作出整个光束在晶体内传播时o光和e光的波面，o光的波面为DE，e光的波面为DF，o光传播方向与波面垂直，e光的传播方向与波面不垂直。

2、光轴垂直于晶体表面，并平行于入射面，平行光垂直入射。o光和e光传播方向一致，速度相同不产生双折射。

3、光轴平行于晶体表面，并平行于入射面，平行光垂直入射。产生双折射。

4、光轴平行于晶体表面，并垂直于入射面，平行光垂直入射。O光和e光的传播方向一致，但速度不同，产生双折射。

5、光轴平行于晶体表面，并垂直于入射面，平行光以入射角i1射到晶体表面。e光在垂直于光轴方向传播时，传播方向与波面垂直，Ve为常数。

二、单轴晶体的主折射率

1、晶体对o光的折射率

c , ∵v0与方向无关，n0与方向无关。v0n0

2、晶体对e光的折射率

e光在晶体内的传播速度与方向有关，双折射晶体对e光的折射率是方向的函数。光轴垂直于入射面的特殊情况下，e 光也遵从折射定律。

sini1BD/ADctc=常数，遵守折射定律 sini2eAF/ADvetvec，为晶体对e光的主折射率，即e光在垂直于光轴方向的折射率。ve定义：ne晶体对e光在其他方向的折射率价于n0与ne之间。

正晶体，n0ne.例：

第四篇：光学发展简史教案

光学发展简史教案

一、教学目标

1.使学生了解本课程的主要内容，了解光学的发展简史。2.使学生了解光学的研究内容和方法，掌握光学的基本概念。3.了解光学的研究对象和光学发展的五个时期。4.了解并掌握学习光学的方法。

二、教学重点及难点

1.教学重点：学生通过学习光学，对内容的理解，了解光学的发展史。

2.教学难点：学生在学习光学的过程中，让学生了解光学发展的五个时期所代表的人物和成就，了解这些人物中各有哪些成就。

三、教学准备：ppt课件、光学发展简史资料。

四、教学过程：

一、导入新课

1.谈话引入：上课开始时，提问：学生，你们对光学的发展了解多少呢？知道什么叫光学吗？

2.（学生思考、讨论，指名学生回答）

3.这节课，我们一起来了解一下，光学的发展简史。

二、光学的基本概念 1.师：什么是光学？

（学生思考、讨论，回答）2.师：出示ppt课件进行讲解 光学是一门研究光（电磁波）的行为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。

三、光学的研究对象

1.师：光学的研究对象分为哪两个部分？

（学生思考、讨论，回答）

师：出示ppt课件展示

（经典光学、现代光学）

2.结合ppt课件问学生，经典光学、现代光学又分为哪几个部分。

（学生思考、讨论，回答。）

师：出示ppt课件展示，进行讲解。

四、师：光学发展分为哪几个时期？

学生思考、讨论，回答。

（分为五个时期）

师：光学发展的五个时期主要有哪些？

（学生思考、讨论，回答）

结合有关光学发展史资料、ppt课件展示进行讲解 1.萌芽时期

2.几何光学时期 3.波动光学时期

4.量子光学时期 5.现代光学时期

五、师：光学发展的五个时期中所代表的人物和成就有哪些？

（学生思考、讨论，回答。）

师：结合ppt课件、光学发展史资料进行展示、讲解。

六、拓展延伸

通过对光学发展史的学习，学生对本课所讲授的知识已完全掌握，因此我将设计了课后作业，让学生课后去查阅有关光学发展史的资料，了解光学发展中的一些伟大的历史人物和成就。

七、板书设计

板书就像一份微型的教案，体现了教学目标、教学重难点及教学过程。我的板书设计是：此板书力图全面而简明的将授课内容传授给学生，清晰直观，便于学生理解和记忆，理清文章的脉络。

光学的发展简史：

什么是光学

光学的研究对象

光学发展的五个时期

光学发展的五个时期所代表的人物

第五篇：角度测量 光学经纬仪 教案

§3.2光学经纬仪

一、复习：

1、水平较测量原理

2、竖直角测量原理

二、引入：

根据测量水平角和竖直角的原理和要求，而设计制造的一种测角仪器称为经纬仪，这节课我们主要学习，认识下光学经纬仪。

三、新课：

光学经纬仪

经纬仪按精度分为DJ0.7、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ20六个等级，D—大地测量、J—经纬仪、下标表示经纬仪的精度，以秒为单位，数字越小，精度越高。<一>、DJ6级光学经纬仪的构造

它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。现将各组成部分分别介绍如下：

１．望远镜

望远镜和横轴固连在一起放在支架上，并要求望远镜视准轴垂直于横轴，当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。为了控制望远镜的俯仰程度，在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和微动螺旋。在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋，以控制水平方向的转动。当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后，转动微动螺旋，望远镜或照准部才能作微小的转动。

２．水平度盘

水平度盘是用光学玻璃制成圆盘，在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。度盘固定在轴套上，轴套套在轴座上。水平度盘和照准部两者之间的转动关系，由离合器扳手或度盘变换手轮控制。

３．读数设备

我国制造的DJ6型光学经纬仪采用分微尺读数设备，它把度盘和分微尺的影像，通过一系列透镜的放大和棱镜的折射，反映到读数显微镜内进行读数。在读数显微镜内就能看到水平度盘和分微尺影像。度盘上两分划线所对的圆心角，称为度盘分划值。

在读数显微镜内所见到的长刻划线和大号数字是度盘分划线及其注记，短刻划线和小号数字是分微尺的分划线及其注记。分微尺的长度等于度盘１°的分划长度，分微尺分成６大格，每大格又分成10，每小格格值为1′，可估读到0.1′。分微尺的0°分划线是其指标线，它所指度盘上的位置与度盘分划线所截的分微尺长度就是分微尺读数值。为了直接读出小数值，使分微尺注数增大方向与度盘注数方向相反。读数时，以在分微尺上的度盘分划线为准读取度数，而后读取该度盘分划线与分微尺指标线之间的分微尺读数的分数，并估读到0.1′，即得整个读数值

４．竖直度盘

竖直度盘固定在横轴的一端，当望远镜转动时，竖盘也随之转动，用以观测竖直角。另外在竖直度盘的构造中还设有竖盘指标水准管，它由竖盘水准管的微动螺旋控制。每次读数前，都必须首先使竖盘水准管气泡居中，以使竖盘指标处于正确位置。目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归零装置来代替竖盘指标水准管。即提高了观测速度又提高了观测精度。

５．水准器

照准部上的管水准器用于精确整平仪器，圆水准器用于概略整平仪器。

６．基座部分

基座是支撑仪器的底座。基座上有三个脚螺旋，转动脚螺旋可使照准部水准管气泡居中，从而使水平度盘水平。基座和三脚架头用中心螺旋连接，可将仪器固定在三脚架上，中心螺旋下有一小钩可挂垂球，测角时用于仪器对中。光学经纬仪还装有直角棱镜光学对中器。光学对中器比垂球对中具有精确度高和不受风吹摇动干扰的优点。<二>、DJ2级光学经纬仪

DJ2级光学经纬仪的构造，除轴系和读数设备外基本上和DJ6级光学经纬仪相同。我国某光学仪器厂生产的DJ2型光学经纬仪外形。下面着重介绍它和DJ6级光学经纬仪的不同之处。

１．水平度盘变换手轮

水平度盘变换手轮的作用是变换水平度盘的初始位置。水平角观测中，根据测角需要，对起始方向观测时，可先拨开手轮的护盖，再转动该手轮，把水平度盘的读数值配置为所规定的读数。

２．换像手轮 在读数显微镜内一次只能看到水平度盘或竖直度盘的影像，若要读取水平度盘读数时，要转动换像手轮10，使轮上指标红线成水平状态，并打开水平度盘反光镜5，此时显微镜呈水平度盘的影像。若打开竖直度盘反光镜1时，转动换像手轮，使轮上指标线竖直时，则可看到竖盘影像。

３．测微手轮

测微手轮是DJ2级光学经纬仪的读数装置。对于DJ2级经纬仪，其水平度盘（或竖直度盘）的刻划形式是把每度分划线间又等分刻成三格，格值等于20′。通过光学系统，将度盘直径两端分划的影像同时反映到同一平面上，并被一横线分成正、倒像，一般正字注记为正像，倒字注记为倒像。下图为读数窗示意图，测微尺上刻有600格，其分划影像见图中小窗。当转动测微手轮使分微尺由零分划移动到600分划时，度盘正、倒对径分划影像等量相对移动一格，故测微尺上600格相应的角值为10′，一格的格值等于1″。因此，用测微尺可以直接测定1″的读数，从而起到了测微作用。

DJ2级光学经纬仪读数窗

具体读数方法如下；

１）转动测微手轮，使度盘正、倒像分划线精密重合。

２）由靠近视场中央读出上排正像左边分划线度数，即30°。３）数出上排的正像30°与下排倒像210°之间的格数再乘以10′，就是整十分的数值，即20′。

４）在旁边小窗中读出小于10′的分、秒数。测微尺分划影像左侧的注记数字是分数，右侧的注记数字1、2、3、4、5是秒的十位数，即分别为10″、20″、30″、40″、50″。将以上数值相加就得到整个读数。故其读数为：

度盘上的度数 30°

度盘上整十分数 20′

测微尺上分、秒数 8′00″

全部读数为 30°28′00″

４．半数字化读数方法

我国生产的新型TDJ2级光学经纬仪采用了半数字化的读数方法，使读数更为方便，不易出错。中间窗口为度盘对径分划影像，没有注记，上面窗口为度和整10′的注记，用小方框“”标记欲读的整10′数，下面窗口的上边大字为分，下边小字为“10秒”。读数时，转动测微手轮使中间窗口的分划线上下重合，从上窗口读得5°10′，下窗口读得2′34″，全部读数为5°12′34″。

四、小结：

1、重点：光学经纬仪的构造和操作方法

2、难点：光学经纬仪的读数

五、作业：

无 讲授方法：

采用授导法和探究教学，充分发挥学生主观能动性。