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影像物理学集锦9篇

时间:2022-08-27 15:14:37

影像物理学

影像物理学范文1

【关键词】医学;影像;物理;技术

【中图分类号】R-0 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801(2015)03-0272-02

当前时代背景下的医学影像物理和医学影像技术发展以依靠功能成像为主,核心点即为人体心理生理成像和人体心理功能成像。我们通常所说的生理成像也就是基础性参数成像,此项内容以生理参数形式在人体内部进行分布,上述分布形式需要相关人员进行数据重建才能获得,之后在此基础上还要给予其数次分析和详细计算。心理成像技术的复杂性显而易见,由于多少会联系到实验设计的准确性,成像设备设定过程中要对其进行被试控制以达到预期效果。但是心理成像临床精神疾病诊疗实验才会起突破最大的一个点,内生物法分析动态成像和反义核酸水动态成像是现下医学领域多次讨论和研究的科学问题之一,上述成像方法和成像技术会对医疗机构改革造成重大影响。

一、医学影像物理要点分析

1.X射线成像要点分析

1970年之后出现了X射线断层成像技术,X射线断层成像技术是较为传统的影像技术之一,以也是最为成熟的成像方法之一,X射线断层成像技术速度之快足可以完成对心脏进行动态成像,将显像增强剂XCT成像技术进行科学合理融入,可对血管病变进行检查,同时也可对血脑屏障病灶破坏与否进行适时检查,此项技术实质上归属于功能成像的基本范畴之内。需要注意的是,病人体内剂量接收和病人片厚接收过程中,医生均应进行折中筛选,对比度因素提高和相关空间分辨率提高,二者会受到一定制约因素影响,但是多模态集成成像基本装置中,新型PET和MRI都相继问世,在某种程度上为用户提供质量方法选择权限,软件水平元素和硬件水平元素之上的医学影像集成有时呈多模态发展趋势,此类状况也是未来发展趋势之一。

2.核磁共振成像要点分析

采集技术以成为操作主选,其发展态势偏于良性化,但是气体成像确是商业首选,肺部现象中的体现尤为突出,当下MRI基本功能成像设备应用范围内,主要分为人脑认知功能成像内容,此种内容旨在对人体大脑工具机制进行实时性的心理测量,并在诊断过程中可以为肿瘤疾病等提供相应可靠治疗信息,之后在此基础上为体内肿瘤发展阶段信息以及相关体内肿瘤扩散程度信息等且进行及时准确判断,一般情况下,其以人脑功能可视化工具形式产生。MRI设备通过不断更新与调整,其已然达到了10Tesla的高超操作水准,具体性结构系统发杂程度相对于设备维护因素和设备功能开发因素而言,其是及其重要的。单从数据采集角度而言,微电子技术会被适当应用到体素水平研究上,通过并行采集技术完成编码技术脱离,使得MRI成像速度得到稳步提升。

3.超声波成像要点分析

UI实质上以非电离辐射成像模态形式产生,主要分为平面成像产品和对应断层呈现产品两种,因为二维成像才是其重要组成部分和重点操作环节,还有就是血液流动彩色杜普勒成像仪器设备的合理接入,此项产品便难以流通,三维成像技术和相关三维技术产品普及程度不高,但是我们此处所谈及的三维也并不是真正意义上的三维,其主要是指将二维切片进行叠加,在叠加之后得到所需的准三维图像。需要注意的是,UI仪器设备发展过程中极有可能超过X射线成像,并会成为医学影像工作中的首选医学工具。应该了解到,超声波成像具备成像安全可靠和操作价格低廉等优异性,所以诊断治疗和介入治疗以及相关影像检测环节等都会得到不断发展与完善,其数量基础性增长速度已然超乎人类想象。

二、医学影像技术要素分析

处于首位层次上的工作和与处于首要层次上的硬件相关的软件关系尤为密切,二者主要对成像装置操作部件控制内容进行承担,与此同时,数据采集内容和图像预处理内容以及相关图像重建内容等也被包含在内,并且也需要将临床数据信息进行采集,之后在此基础上对其加以分析。依据长远角度而言,医学软件和医学硬件的结合是医学领域发展过程中的必然需求,以此种模式便可有效提高医学水平的竞争力度。次要层次软件核心针对环节是对机械数据进行分析和处理,需要医护人员相互配合才能完成正规操作,现下我国没有形成三位一体合作机制,现有商业软件开发仍旧落后与他国。PACS技术的出现有力补漏了技术空缺,节点设置将成像设备作为主要内容,多模态形式之上的医学影像资料信息会被不同类型专业图像处理平台加以处理以有效满足基础性医院临床工作需求。上述软件与图像工作平台相互联系,之后在此基础上在于与PACS进行对接,以此种模式来完成局域网节点创建,适时通过与医院就医病人接诊过程进行病人具体信息录入,完成优良性质为主的图像站创建。此时需要在作出科学合理病情诊断的同时打印出相关病情报告,图像站中的工作人员可以对同意病人进行数据信息采集,然后与图像配准环节有机融合,只有这样才能在一定程度上提高医院对病人的治疗质量和诊断效率。

结束语

综上所述,医学影像物理和医学影像技术是当前物理学整体中的核心分支结构,需要对成像问题和图像处理问题以及相关医学图像临床应用问题等有所了解。与此同时,物理问题内容和算法内容以及对应软件设计内容也是其中重点,疾病诊断医学影像内容和疾病治疗医学影像内容以及疾病科研医学影像内容都是重要人体信息载体,合理分析影响物理和技术可促进行业内部的稳定发展。

参考文献:

[1]周洁,白木.21世纪的医学影像[J]. 医疗保健器具. 2001(02)

[2]陈卫国,黄信华,张雪林,王晋豫.医学影像存储与传输系统构建策略和实施的初步体会[J]. 中华放射学杂志. 2002(10)

[3]威廉・亨达.21世纪的医学影像[J]. 医疗保健器具. 2003(06)

影像物理学范文2

一、利用数字化影像揭示物理学在各学科中的地位和作用

物理是研究物质运动基本规律的学问,在天文、地学、生物、数学、物理、化学六大基础学科中,用现代科学技术体系的观点看,天、地、生、化都可归结到物理和数学,现代工程技术也要靠物理作为支柱。这些文字,如果只通过老师的语言简单地描述给学生听,学生对于这些知识是引不起什么兴趣的,俗话说耳闻不如目见,在学习物理的第一堂课,我就利用一些国内外的纪录片片段剪辑了一段影像,通过这么一个短小精悍影片和科学的解说,阐述了物理对现代科学的重要影响以及在高科技领域中的巨大成就,从而激发学生学习物理的兴趣,不失时机地引导学生步入物理学这座精美的科学殿堂,以极大的兴趣和勇气去吸取其中的

营养。

二、利用影像缓解学生学习物理的畏难情绪

物理尽管有宏观上的连续性,但物理的最大特点之一是按力、热、声、光、电、原子物理学的体系讲述各部分内容,并不依赖前面讲述的全部内容。因此,过去没学好(当然不是一无所知),只要努力,现在照样能学好。此时,我利用备课时间,搜集整理了一些“半路出家”的物理学家的故事和童趣轶事,然后剪辑成短片,以他们的励志故事来缓解那些过去没学好而灰心丧气的学生的畏难情绪,同时鞭策了基础好的学生克服自满情绪,继续勤奋学习。

三、导入的影像要注意直观的趣味性和科学性

在讲到火箭发射和陀螺仪的内容时,我特意剪辑了一段航天员王亚平在天宫一号中进行的太空教学,她在天地教学的过程中,演示了各种实验和原理,这是我们在地面上是无法实现的,通过她的演示,我们了解了特殊环境下的一些物理原理,学生虽然当时有的看了现场直播,但是通过影片的剪辑,大家再次回到现场,再一次激发了大家学习物理、研究物理的热情,这是我们无法用一段语言来实现的。事实上,教具、挂图和各种实验仪器、设备等生动具体的直观现象,都是课堂导入的无声语言,是不可忽视的素材。但是,这些教具如果能在课前巧妙组合,拍摄一些利用教学用具的趣味性实验,尤其是无法通过现场立刻重现的实验,通过直观地设置悬念,诱导学生变枯燥抽象的原理学习为生动活泼的规律探索。这样,“以疑导读”“以用入读”,造就学生的知识饥饿感,促其产生强烈的求知欲,启发学生尽快地理解其真谛。

四、教学导入的影像设计是辅助教学的一种手段,但不能喧宾夺主

影像物理学范文3

关键词:森林 调 像片 判读 原理

第一次世界大战后,航空像片直接开始在实践中应用。在欧洲的几个国家中,航空像片用于绘制林业用图和编制详细地况、林况明细表。从50年代以后,在欧洲的大部分国家中,航空像片正式用于编制近代森林图,并作为林业企业内一种信息来源和森林调查的存贮系统。

判读是随着摄影测量学、光学和电子学等学科发展起来的。第一张航空像片是1892年达格雷和尼普斯用银板照相拍摄的。随后,出现了摄影测量学。当时法国地质学家阿拉戈把银板照相的摄影测量意义作为景观精确地透视(投影)表示,并根据透视几何的原理预测到在绘制地形图中的应用。1897年9月10日在《柏林日报》上发表了森林判读的第一个实例。德国的一个林业工作者用拴放气球取得像片,根据它进行了绘制森林类型图的试验。该试验是在秋季阔叶树变色时进行的。当时在德国,像片量测的问题解决了。早在1923年,就用摄影测量法进行林分量测的试验。由于像片比例尺非常小和摄影设备的成本问题,没有多少实际应用的价值。

森林的影像是由森林反射和发射的电磁辐射能量构成的。不同树种组成的林分的物理、化学性质和森林生物学特征不同,它们反射和发射的光谱特性不同,表现在像片上的影像则具有不同色调的、结构、形状和大小等。这些信息叫做判读因子。在航空^片上判读林分或地物,虽然其种类不同,但判读基本因子为影^大小、形状、色调、阴影、结构和地物之间的相互关系。

一、森林判读的原理

(一)影像形状

在垂直摄影的航空像片上,地物或林分显现它 们顶部特有的形状,其变化规律符合中心投影规律。平坦地区的地物影像形状阳地物形状相似,仍保持其原来的几何形状,如矩形采伐迹地其彭像仍为矩形;成一定角度的交叉道,其影像也呈现同样角度。例如,铁路的影像弯曲度很小,呈平滑的细线状,并有明显的路基、铁路用地;公路的影像弯曲度较大,呈平滑的粗线状。树木或林分的判读需在立体影像中仔细地观察冠形,根据不同树种具有的特定冠形和大小识别树种。

(二)影像大小

影像大小是识别地物的重要线索之一。影像大小乘以像片比例尺分母,就可以确定该地物大小。根据已知地物大小及其影像长度,在像片上可用下式确定未知地物大小。形状相同的地物可以根据相对大小来区别,如山杨和红松成熟林冠形均为平顶形,但红松林的树高和冠幅均比山杨大,再配合色调等判读因子可把它们区别开。

(三)色调和颜色

色调指的是地物反射光的亮度。像片色调反差是指影像与其背景间的亮度差。在彩色摄影中,彩色反差是影像与其背景间的各种彩色值与彩色差的结果。地物之间没有色调差别,地物影像形状显然不能识别。色\调是判读地物最好的一个线索,有时它是识别地物的唯一线索。例如,水湿地和干旱地根据像片的色调差别就可以把它们区别开。红外片影像的色调取决于地面上地物反射和发射的红外光量;雷达影像的色调取决于地面上地物返回传感器的雷达能量。

当物体反射某波段光线大于其余波段时,则该物体显示反射率最大波段的颜色。标准彩色片的影像可反映地物的天然本色,在森林调酥杏τ盟很方便。在夏季摄影的标准彩色片上区别树种或植物类仍感困难。

(四)阴影

阴影有两种,即本身投影和投落阴影。前者是地物本身背光形成的阴影,在垂直摄影像片上就'是地物背光面影像,它与受光面色调有明显差别。其特点表现在由受光面向背光面的过渡及坷者所占比例的关系上,利用这种特点可以判读冠形。圆形或平页形树冠影像由受光面向背光面逐渐过渡;尖锥形树冠过渡明显。殳落影是投落在地面上的阴影。它的特点是可以显现地物纵断形状,在平坦地区投落阴影不变形。利用这种特点可以判读树形状和大小,区别树种和地物。根据阴影长度可以确定树高。

阴影长度依太阳高度角和地形起伏不同而变化。被阴影遮盖沟林木,反射的光线很少,使得像片影像很暗,甚至反映不出来。3此,在判读有阴影的地物迹要进行立体观察。

(五)结构和形态

像片影像的结构是指色调或色调变化的频率。它是由于细小也物不能单个明显地区别出来的那些细小地物色调或色调变化引发的结果。在大比例尺像片上单株术可以分辨开,它们的叶子不拒分辨;树冠或林冠的影像结构是由树叶的反射光构成的。有些小地物在像片上不能显现,如河流切刈情况,在小比例尺像片上仅能从影像结构上判断。在黑白像片上影像结构可分为四级:光滑、细致、粗槌和极粗糙。

形态指的是地物特殊的排列,它是天然或人工形成的。地面二岩石形态经常指示地质构造;水系形态与岩性、构造及土?结构有密切相关;森林植物形态与其群落类型有密切关系。根据这些持征可在像片上识别它们。

同一形态地物影像的大小和色调可能不同,但其形式则有一定特征,如稻田有大小一致的区别,果园有整齐的株行与疏开之间距,人工林和天然林具有显然不同的林相。

二、森林判读的主要根据

森林生物学特征、森林光谱反射特性和树木及地类间的相互关系可作为森林判读的主要根据。

1.森林或树种的生物学特征:不同树种的冠形、大小、树叶色和分布位置均不相同,所以不同树种或林分在像片上形成了同的影像结构、特征。它们主要表现在树冠影像的形状、大小、调和林木影像的高度差别等,可根据这些差别在像片上判读树或林分。

2,树种和地类间的相互关系:由于不同树种的森林生物学特不同,树种或林分的分布有一定的规律性。掌握这些规律性再合其他判读因子,就可以正确地识别树种或林分。

3.森林光谱特性:森林遥感成像主要是利用树冠的反射和发能量。林分类型不同,光谱特性和规律有差异。这和树种本身的生物学和生态学特征有关,尤其是树木的生长、发育及其光学特性,对树木的光谱反射特性影响更大。例如,樟子松树冠稀疏,透光量大,针叶颜色浅,叶绿素含量少,故在樟、红、落三个林分中其反射率最高。绿色植物吸收红、橙和蓝光进行光合作用,不能吸收红外光波,只起增温作用。植物的反射、透射和吸收的光量之和为100%。在可见光波段,绿色植物吸收了辐射能的大部分,而反射和透射则较少,红外光波段反射量大,故在可见光波段反射率低,红外光波段反射率高。

利用不同林分类型之间光谱反射率差异大小的特点,可以选定最佳波段进行航空摄影。夏季森林航空摄影采用红外片比全色片效果好。在像片定性、定量判读中,应用红外片比全色片划分林分类型容易。不同波段的光谱数据及其特点和规律是森林自动判读和分类的根据。

航空像片的重要价值之一就是从航空像片上能识别和判断出地物的质和量,从而形成航空像片的判读理论和方法,这一理论和方法是提高森林调查质量的基础。

参考文献:

影像物理学范文4

关键词:数轴模型;凸透镜成像;照相机;投影仪;放大镜;规律;涵义

光学知识的应用,历年来,无论在毕业考试还是中考都是必考内容。凸透镜成像规律及其应用,是光学中的重中之重,一直都是初中物理教学中的重点和难点。本人利用数学中的“数轴模型”,把抽象的凸透镜成像规律及其应用,直观地反映在数轴图像的不同区域,加深了学生对凸透镜成像规律的深刻理解,有效地提高了学生对重点知识的得分率,较为轻松地解决了本章教学的重点和难点。现介绍如下:

一、数轴图像的建立

沿水平方向画一条数轴,数轴的原点设在凸透镜的中心,用“O”表示,并代表凸透镜的光心。在光心位置竖直放置一个凸透镜,在数轴上标出间距等于一倍焦距的特殊点F、2F(如下图所示)。

二、由数轴图像得规律(数轴图像以下简称“图像”)

1.照相机原理:物体放在凸透镜2倍焦距以外,得到倒立、缩小的实像。观察图像理解其原理的涵义有四点:

(1)照相机的物体在二倍焦距以外(u>2f),像一定在一倍焦距和二倍焦距之间(f

(2)照相机的物距大于像距(u

(3)照相机的像是呈在光屏(胶片)上,所以是实像且是倒立的。

(4)照相机的物距增大时,像距一定减小,物距减小时像距一定会增大(简记:u与v变化相反)。

2.投影仪原理:物体在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,得到放大的倒立的实像。观察图像理解其原理的涵义有四点:

(1)投影仪的物体在一倍焦距和二倍焦距之间(f

(2)投影仪的物距小于像距(u

(3)投影仪的像是呈在光屏上的,所以是实像且是倒立的。

(4)投影仪的物距增大时,像距一定减小,物距减小时像距一定增大(简称:u与v变化相反)。

3.放大镜原理:物体放在凸透镜一倍焦距以内,得到放大正立的虚像。观察图像理解其原理的涵义有四点:

(1)物体放在一倍焦距以内(uu的范围内。

(2)放大镜的像距大于物距(v>u),所以像一定是放大的。

(3)放大镜的像不能呈在光屏上,所以是虚像且是正立的。

(4)放大镜的物距增大时,像距变大,物距减小时像距一定变小(简记:u与v的变化相同)。

4.比较原理,观察图像,得出推论:

(1)凸透镜成实像时,像一定是倒立的,像与物体在凸透镜的异侧;凸透镜成虚像时,像一定是正立的,像与物体在凸透镜的同侧。

(2)凸透镜成实像时,有放大、等大和缩小的像,但成虚像时只有放大的像。

(3)一倍焦距处是成虚像和实像的分界点;二倍焦距处,凸透镜成等大的实像。因此二倍焦距处是成放大、缩小实像的分界点。

(4)凸透镜成实像时,物距与像距变化相反;成虚像时,物距与像距变化相同。

(5)凸透镜成实像时,总有|u+v|≥4f,因此,当物体和光屏的位置不变时,只移动凸透镜要得到两次实像的条件是|u+v|>4f。

(6)照相机的物体和所成的像与投影仪的物体和所成的像,刚好交换位置。因此,知道照相机的原理就能推出投影仪的原理。

三、利用图像规律解决中考问题

例1 (2014黄冈中考)小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景。以下说法中正确的是( )

A.甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像

B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜1倍焦距以内

C.甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小

D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机

解析:选C。本题主要考查的是投影仪和放大镜原理。由甲图知,凸透镜成正立放大的像,一定是放大镜,且是虚像。乙图是倒立放大的实像,一定是投影仪原理,所以A、B、D都是错误的。因为甲图是虚像,物距和像距变化相同,乙图是实像,物距和像距变化相反,所以C正确。

例2 (2014泰安中考)在某些重要会议入场时,采用人脸识别系统,识别系统的摄像机可以自动将镜头前0.5m处的人脸拍摄成数码相片,通过信号线传递给计算机识别。摄像机的镜头( )

A.相当于凸透镜,焦距可为0.5m

B.相当于凹透镜,焦距可为0.5m

C.相当于凸透镜,焦距可为0.2m

D.相当于凹透镜,焦距可为0.2m

解析:选C。本题考查的是照相机原理。此题应该让学生明白摄像机实质是可以连续拍照的照相机,所以镜头相当于一个凸透镜;由u>2f即0.5m>2f,所以f

例3 (2013常州中考)物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中,调整光屏的位置,总能在光屏上得到倒立、放大的像,此凸透镜的焦距可能是( )

A.6cm B.10cm C.16cm D.20cm

解析:选B。因为在光屏上总是得到放大的实像,所以是投影仪原理。由f

影像物理学范文5

关键词 医学影像博物馆 教育功能 科技创新 相互融合

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.12.014

Abstract Objection: play museum of medical imaging function in education, strengthen college students' science and technology innovation education in the education practice and improve students' science and technology innovation ability.Methods:Definite the position of medical image of the museum's education function, strengthen the construction of medical imaging museum and combine museum of implementation of medical imaging education with college students' innovation of science and technology education. Results: Play museum of medical imaging education is functional, college students' practice teaching, science and technology innovation education effect is obvious, the student of science and technology innovation ability is improved, and the achievements in science and technology. Conclusion:Implement the integration of the educations of medical imaging museum and college students' science and technology innovation to play the function of medical imaging museum in education, strengthen students' science and technology innovation education and improving students' innovation ability is feasible and effective.

Keywords medical imaging museum; education function; scientific and technological innovation; mutual fusion

学校提高教育教学质量,培养创新人才,是高等教育面临的紧迫任务。高校充分发挥大学博物馆的教育功能,实现博物馆教育与大学生创新创业教育相融合,是培养大学生创新能力,提高教育教学质量,培养创新人才的有效途径。

博物馆是集中反映民族精神、传统文化历史的殿堂,是闪烁着智慧的奇妙的知识世界,是立体的百科全书,是人类接受终身教育的大学堂,博物馆是其他任何形式不能代替的一种教育场所。我国现有博物馆2000多所,综合类和历史文化类的博物馆约占70%。高等院校设立的博物馆大约有300多所。21世纪初是我国高校兴建、扩建博物馆的大发展时期,2001年教育部启动了大学数字博物馆工程,首批重点建设北京中医药大学数字博物馆、清华大学美术数字博物馆和山东大学考古数字博物馆等18所有特色的大学数字博物馆。2012年5月,全国高校博物馆育人联盟在上海交通大学成立。大学建立博物馆有效地促进学生创新能力培养,综合素质的提升。泰山医学院在创办医学影像专业几十年的基础上,创建医学影像博物馆,2005年医学影像博物馆落成,同时对外开放。为了更好地发挥医学影像博物馆的教育功能,实施医学影像博物馆教育与大学生科技创新教育相融合,取得有效教育效果。

1 明确医学影像博物馆教育功能地位

医学影像博物馆明确功能定位,对于发挥博物馆的教育功能具有重要意义。收藏、研究、教育是博物馆的三大职能。教育功能是大学博物馆的主要功能之一。《爱国主义教育实施纲要》把博物馆定位为爱国主义教育基地。在欧美的许多大学、中学和小学都设有为教学服务的博物馆。大学建立博物^主要是发挥教育功能,与大学生科技创新创业教育相融合,提高学生的科技创新能力,有效地促进学生综合素质的培养提高。高校博物馆内收藏有大批和教学、科研密切相关的文物、标本,这些实物展现在学生面前,比教科书上的文字图片更直观、更具感染力,更加生动形象,可以很好的弥补课堂教学的空洞和抽象,使得教学效率明显提高。在教授相关知识的同时,充分利用馆藏的资料,扩大学生的知识面,培养学生的学习兴趣,加深对知识的理解。2015年国务院颁布的《博物馆条例》中指出,把教育列为博物馆的首要目的,并专列《博物馆社会服务》章节,这些充分说明了大学博物馆具有重要的教育功能。

高校博物馆服务于教育教学科研,现在出现了新的特点:大学博物馆由学生实习、科研、教学服务,向学生教育教学转变,与课堂教学相融合。博物馆利用自身场所、教育资源等优势,开发有关启发学生科学思维、科技创新,动手、动脑项目,大学博物馆从传统教学辅助,向教育教学延伸,发挥教育功能。

泰山医学院根据医学影像博物馆的性质,借鉴国内外大学博物馆功能定位的经验,结合学校实际,将医学影像博物馆的功能定位:以教育功能为主,把医学影像博物馆建成大学生实践教学基地、科技创新教育基地、青少年科普教育基地。医学影像博物馆成为实践教学、科技创新创业教育、科普教育的大课堂,发挥博物馆的教育功能,与学校教育教学相融合,与大学生科技创新教育相融合,培养学生的科学精神、创新能力、实践能力,提高大学生的综合素质。

2 加强医学影像博物馆建设

放射学院经过多年来的筹备和藏品收集,于2005年医学影像博物馆落成,到目前已有十多年时间。医学影像博物馆由泰山医学院和中国医学装备协会共同建设,博物馆现有建筑面积2000m2,2013年学校对对医学影像博物馆进行修缮。目前,展品主要有国产第一代核磁共振成像装置,第一代颅CT扫描成像装置,第二代全身CT扫描装置,各种类型、不同时代X线摄影设备、X线透视设备以及e形臂X线成像装置,早期机械式B型超声等成套设备80多套。博物馆陈列有各种类型代表成像设备的关键部件,主要有X线球管、影像增强器、影像探测器和操作台等部件500多套件。馆内有介绍X线发现一百多年来,现代医学影像设备发展历史的展板300多件。有北京万东、山东新华等公司捐赠的各种设备。有各类早期期刊、专业图书、专家论著和捐书等,博物馆现有与医学影像有关的藏书和期刊20000多册。医学影像博物馆分为5个展区:医学影像成像设备整机展区;成像设备零部件展区;医学影像技术领域国际国内专家生平事迹、著作、文献展区;国际国内著名医学影像设备制造企业产品展区;中华医学会影像技术分会史料室。

医学影像博物馆配有专职工作人员,聘请教师任兼职管理人员,聘请学生担任讲解员,博物馆组织机构健全。学校拨专项经费用于博物馆建设,近期建设多媒体展示厅,医学影像博物馆逐步建成高层次数字化博物馆。医学影像博物馆先后被山东省科协批准为“青少年科普教育基地”、“四星级科普教育基地”, 2015年10月被中国科协授予“部级科普教育基地”称号。泰山医学院将医学影像博物馆的功能明确定位教育功能,将博物馆建设成为大学生实践教学基地、科技创新教育基地和青少年科普教育基地,充分发挥博物馆的教育功能,与大学生科技创新创业教育相融合,提高大学生的实践能力、创新创业能力,提升学生综合素质。

3 实施医学影像博物馆教育与大学生科技创新教育相融合

中共中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》指出:实施素质教育,就是全面贯彻党的教育方针。以提高国民素质为根本宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,造就“有理想、有道德、有文化、有纪律”的德智体美等全面发展的社会主义事业建设者和接班人。发挥医学影像博物馆教育功能,挖掘博物馆自身所蕴含的教育资源,作为实践教学基地、科技创新教育基地、科普教育基地,发挥重要作用。学校有计划地组织学生到博物馆学习,放射学院组织新生全体学生集体参观医学影像博物馆,讲解员细致详细讲解,使大学生了解所学专业的发展历史,增强了对本专业的感性认识。近几年来,医学影像博物馆接受近20000名学生参观学习,2015年迎接各级领导参观34批次,约100多人;接待国内院校及影像领域专家学者参观40批次,约200多人,接待国外专家学者3批多次, 10多人。接受中华医学会影像技术学会捐赠纪念品6件,珍贵书籍资料10本。接受捐赠设备价值约100万元的设备,进行实践教学、科技创新教育和科普教育,培养学生的科学精神、创新意识,提高学生的创新能力。博物馆成为医学影像专业学生实验、实习、实践教学基地,实施博物馆教育与大学生科技创新教育相融合,博物馆成为学生科技创新大课堂,培养学生的实践能力,创新能力,提升学生综合素质。

大学博物馆是产生实践性知识的场所。实践性知识是学生在实践和应用知识过程中获得知识。实践性知识是实现创新的关键。教育家陶行知“教学做合一”思想,正是强调了实践性知识的重要性。医学影像博物馆通过丰富的藏品和各种展示方式,培养学生的科学精神,提高学生的创新能力。实施医学影像博物馆教育与学生创新教育相融合,博物馆教育具有创新教育的优势。博物馆教育与课堂教育有所不同。课堂教育是传授知识,博物馆教育是一种特定情镜下的实物教学过程,特定知识环境激发学生的学习激情,侧重于学生的趣味性,特点是由学生的兴趣、好奇、探索、互动产生学习动机,学生学习自觉自愿,从中受到教育,获得知识。博物馆教育活动像游戏一样,让大学生产生学习兴趣,从中获得实践性知识,对所学专业理论、概念、科学方法加深理解,受到创新教育,这是基于兴趣的没有压力的学习。这种对医学影像博物馆充满兴趣的参观学习与互动,可以激发学生对问题的求解兴趣,启发创新思维,构建新的概念,培养创新精神。博物馆教育是一种社会化教育,可以延伸课堂知识。实施医学影像博物馆教育与大学生创新教育相融合,取得好的教育效果。

泰山医学院放射学院实施医学影像博物馆教育与学生科技创新教育相融合,认真贯彻落实大学生创新实验计划,积极营造大学生科技创新氛围,认真组织开展大学生科技创新活动,有计划地安排学生参观医学影像博物馆,积极为学生搭建创新平台,安排指导教师对学生的科技创新项目从申报、立项,到组织实施进行具体指导。放射学院成立大学生科技创新领导小组,设立了“放射学院科技创新基金”。学生成立了机电创新小组等,放射学院的学生以班级为单位申报创新项目200多。教育部高等教育司公布了2015年部级大学生创新创业训练计划项目名单,放射学院申报的35项创新训练项目榜上有名。实施医学影像博物馆教育与大学生科技创新教育相融合,建立大学生科技创新长效机制。大学生科技创新旨在提升学生实践能力和创新能力,探索以问题和课题为核心的教学模式改革,倡导以学生为主体的创新性实验改革,调动学生的学习积极性、主动性和创造性,逐步形成大学生自主学习、自主创新的教育体制机制,建设有利于激发大学生灵感和创新思维的教育培养体系,建立起大学生科技创新长效机制。

实施医学影像博物馆教育与大学生科技创新教育相融合,教育效果明显,科技创新成果显著。放射学院学生参加山东省机电设计大赛获一等奖3项、二等奖8项,三等奖11项。

在山东省大学生机电产品创新设计竞赛中,获得全国大学生机械设计大赛山东赛区一等奖1项、二等奖2项、三等奖3项。“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖2项。

放射学院科技创新社团物理爱好者协会获2010年度山东省“优秀大学生科技社团”称号。2013年放射学院承办首届“泰山杯”全国大学生医学影像技术实践技能大赛中,2名同学获得一等奖,1名同学获个人单项冠军,1名同学获得二等奖。2014年全国医学影像学专业大学生实践技能大赛中泰山医学院获得团体特等奖,3名同学获得一等奖,2名同学获得个人单项冠军。2015年“泰山杯”大学生医学影像技术实践技能大赛中,我校获团体特等奖。2015年3名同学参加第十二届山东省大学生机电产品创新设计竞赛获得一等奖并获得“科明”奖学金;指导教师评为优秀指导教师。学院共有6位老师获得校级大学生创新创业优秀指导教师。2015年放射学院35项获部级创新创业项目立项。积极利用校外资源,探索校企合作新模式,先后与深圳一体医疗公司和山东华展医疗设备技术有限公司建立了联合实验室,进一步改善了学院办学条件。

泰山医学院医学影像博物馆经山东省科协批准,成为青少年科普教育基地和四星级科普教育基地。2015年博物馆被中国科学技术协会评审为国家科普教育基地。医学影像博物馆成为学生实践教学基地、科技创新教育基地和学生科普教育基地,发挥重要的教育功能。

基金项目:部级大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201510439156)

参考文献

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[2] 吴敏.医学博物馆建设与发展的思考[J].江苏卫生事业管理,2012(5):56-57.

[3] 张家梁,邓爱民.高校医学影像博物馆建设的探索与设想[J].科教文化:214.

[4] 陈涛.加强自身建设发挥教育功能[J].海南师范学院学报,2002(5):132-134.

[5] 刘立勇,朱与墨,马红英.高校博物馆在大学生创新教育中的功能[J].高等教育研究,2011(1):96-99.

[6] 胡兴祥,陈殿林,鲍丽娟.高校博物馆发挥育人功能的瓶颈与对策[J].中国高等教育,2014:50-51.

影像物理学范文6

文/陈 茜

摘 要:教师在物理课堂上,一定要将学科特色贯彻到学习过程中,使学生的科学品质能够得以不断开发和提高。

关键词:物理教学;学科特色;学习过程

物理学是以实验为基础的学科,但不少教师在实际教学过程中,对一些实际问题的解释往往主要依赖于主观的推理,真正运用实验手段来探究问题答案的并不多。

比如,我们在复习凸透镜成像时,曾遇到过这样的问题:在做“凸透镜成像”的实验过程中,如果用东西挡住一部分透镜,会对成像有什么影响?以前,我根据做实验时拿纸片挡住透镜观察到对成像的影响,只是亮度变暗,对这类问题的解释一般都是:像是完整的,会导致亮度变化。

就在本学期的复习阶段,正在我解释一个蜜蜂落在镜头上会对凸透镜成像有何影响的时候,教室投影出来的画面上竟然有个蚊蝇模样的黑影在慢慢移动,现象很明显,大家都在看这个奇怪的黑影!学生自然就想到是镜头上有蚊蝇造成的。而这时屏幕上成的像当然不是完整的了!

这个现象引起了我的思考。看来,透镜前放上物体遮挡一部分光,对成像的影响会与物体的特点有关。这个课堂上出现的蚊蝇提醒我:如果遮挡物体较小,在屏上所成的像中就会出现黑影,成像的一部分被挡住了。在此之前我对学生的介绍是片面的。如果没有这个蚊蝇的帮助,我一定会一直那样给学生解释下去,不可能做实验来探究真实情况。

反思我在这个问题上出现的失误。在平常的教学中,对物理学科的特色注意得不够,没有完全遵循认识事物的科学性和逻辑性。

回想以前对这类问题的处理过程,的确做过“用纸片挡”的实验研究。不过,以一个实验现象来分析遮挡物体对成像的影响,并且推广到所有类似的问题上面,这就患了以偏概全的错误。

只做一次实验,现象可能会有偶然性。所以,必须多做几次实验,收集较普遍的实验数据来分析结论。比如,在透镜前放上物体遮挡一部分光,研究对成像有什么影响的过程中,应该考虑到物体本身大小和光照强度等因素的变化,尽量多进行几次实验,收集相应的实验数据。以众多实验数据为基础的分析,结论才是科学可靠的。

影像物理学范文7

关键词:物理教学;学科特色;学习过程

物理学是以实验为基础的学科,但不少教师在实际教学过程中,对一些实际问题的解释往往主要依赖于主观的推理,真正运用实验手段来探究问题答案的并不多。

比如,我们在复习凸透镜成像时,曾遇到过这样的问题:在做“凸透镜成像”的实验过程中,如果用东西挡住一部分透镜,会对成像有什么影响?以前,我根据做实验时拿纸片挡住透镜观察到对成像的影响,只是亮度变暗,对这类问题的解释一般都是:像是完整的,会导致亮度变化。

就在本学期的复习阶段,正在我解释一个蜜蜂落在镜头上会对凸透镜成像有何影响的时候,教室投影出来的画面上竟然有个蚊蝇模样的黑影在慢慢移动,现象很明显,大家都在看这个奇怪的黑影!学生自然就想到是镜头上有蚊蝇造成的。而这时屏幕上成的像当然不是完整的了!

这个现象引起了我的思考。看来,透镜前放上物体遮挡一部分光,对成像的影响会与物体的特点有关。这个课堂上出现的蚊蝇提醒我:如果遮挡物体较小,在屏上所成的像中就会出现黑影,成像的一部分被挡住了。在此之前我对学生的介绍是片面的。如果没有这个蚊蝇的帮助,我一定会一直那样给学生解释下去,不可能做实验来探究真实情况。

反思我在这个问题上出现的失误。在平常的教学中,对物理学科的特色注意得不够,没有完全遵循认识事物的科学性和逻辑性。

回想以前对这类问题的处理过程,的确做过“用纸片挡”的实验研究。不过,以一个实验现象来分析遮挡物体对成像的影响,并且推广到所有类似的问题上面,这就患了以偏概全的错误。

只做一次实验,现象可能会有偶然性。所以,必须多做几次实验,收集较普遍的实验数据来分析结论。比如,在透镜前放上物体遮挡一部分光,研究对成像有什么影响的过程中,应该考虑到物体本身大小和光照强度等因素的变化,尽量多进行几次实验,收集相应的实验数据。以众多实验数据为基础的分析,结论才是科学可靠的。

影像物理学范文8

【关键词】医学影像技术

医学影像技术主要是应用工程学的概念及方法,并基于工程学原理发展起来的一种技术,其实医学影像技术还是医学物理的重要组成部分,它是用物理学的概念和方法及物理原理发展起来的先进技术手段。医学影像信息包括传统X线、CT、MRI、超声、同位素、电子内窥镜和手术摄影等影像信息。它们是窥测人体内部各组织,脏器的形态,功能及诊断疾病的重要方法。随着医疗卫生事业的发展,以胶片为主要方式的显示、存储、传递X-ray摄像技术已不能满足临床诊断和治疗发展的需求,医疗设备的数字化要求日益强烈,全数字化放射学、图像导引和远程放射医学将是放射医学影像发展的必然趋势。

1 传统摄影技术在摸索中进行

1.1 计算机X线摄影

X射线是发展最早的图像装置。它在医学上的应用使医生能观察到人体内部结构,这为医生进行疾病诊断提供了重要的信息。在1895年后的几十年中,X射线摄影技术有不少的发展,包括使用影像增强管、增感屏、旋转阳极X射线管及断层摄影等。但是,由于这种常规X射线成像技术是将三维人体结构显示在二维平面上,加之其对软组织的诊断能力差,使整个成像系统的性能受到限制。从50年代开始,医学成像技术进入一个革命性的发展时期,新的成像系统相继出现。70年代早期,由于计算机断层技术的出现使飞速发展的医学成像技术达到了一个高峰。到整个80年代,除了X射线以外,超声、磁共振、单光子、正电子等的断层成像技术和系统大量出现。这些方法各有所长,互相补充,能为医生做出确切诊断,提供愈来愈详细和精确的信息。在医院全部图像中X射线图像占80%,是目前医院图像的主要来源。在本世纪50年代以前,X射线机的结构简单,图像分辨率也较低。在50年代以后, 分辨率与清晰度得到了改善,而病人受照射剂量却减小了。时至今日,各种专用X射线机不断出现,X光电视设备正在逐步代替常规的X射线透视设备,它既减轻了医务人员的劳动强度,降低了病人的X线剂量;又为数字图像处理技术的应用创造了条件。随着计算机的发展数字成像技术越来越广泛地代替传统的屏片摄影现阶段,用于数字摄影的探测系统有以下几种: (1)存储荧光体增感屏[计算机X射线摄影系统(computer Radiography.CR)]。

(2)硒鼓探测器。(3)以电荷耦合技术(charge Coupled Derices.CCD)为基础的探测器 。(4)平板探测器(Flat panel Detector)a:直接转换(非晶体硒)b:非直接转换(闪烁晶体)。这些系统实现了自动化、遥控化和明室化,减少了操作者的辐射损伤。

1.2 X-CT

CT的问世被公认为伦琴发现X射线以来的重大突破,因为他标志了医学影像设备与计算机相结合的里程碑。这种技术有两种模式,一种是所谓“先到断层成像”(FAT),另一种模式是“光子迁移成像”(PMI)。

1.3 磁共振成像

核磁共振成像,现称为磁共振成像。它无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用对比剂即可显示血管结构等独特的优点。

1.4 数字减影血管造影

它是利用计算机系统将造影部位注射造影剂的透视影像转换成数字形式贮存于记忆盘中,称作蒙片。然后将注入造影剂后的造影区的透视影像也转换成数字,并减去蒙片的数字,将剩余数字再转换成图像,即成为除去了注射造影剂前透视图像上所见的骨骼和软组织影像,剩下的只是清晰的纯血管造影像。

2 数字化摄影技术

数字X射线摄影的成像技术包括成像板技术、平行板检测技术和采用电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术。成像板技术是代替传统的胶片增感屏来照相,然后记录于胶片的一种方法。平行板检测技术又可分为直接和间接两种结构类型。直接FPT结构主要是由非品硒和薄膜半导体阵列构成的平板检测器。间接FPT结构主要是由闪烁体或荧光体层加具有光电二极管作用的非品硅层在加TFT阵列构成的平板检测器。电荷耦合器或CMOS器件以及线扫描等技术结构上包括可见光转换屏,光学系统和CCD或CMOS。

3 成像的快捷阅读

由于成像方法的改进,除了在成像质量方面有明显提高外,图像数量也急剧增加。例如随着多层CT的问世,每次CT检查的图像可多达千幅以上,因此,无法想象用传统方法能读取这些图像中蕴含的动态信息。这时在显示器上进行的“软阅读”正在逐渐显示出其无可比拟的优越性。软拷贝阅读是指在工作站图像显示屏上观察影像,就X线摄影而言这种阅读方式能充分利用数字影像大得多的动态范围,获取丰富的诊断信息。

4 PACS的广阔发展空间

随着计算机和网络技术的飞速发展,现有医学影像设备延续了几十年的数据采集和成像方式,已经远远无法满足现代医学的发展和临床医生的需求。PACS系统应运而生。PACS系统是图像的存储、传输和通讯系统,主要应用于医学影像图像和病人信息的实时采集、处理、存储、传输,并且可以与医院的医院信息管理系统放射信息管理系统等系统相连,实现整个医院的无胶片化、无纸化和资源共享,还可以利用网络技术实现远程会诊,或国际间的信息交流。PACS系统的产生标志着网络影像学和无胶片时代的到来。完整的PACS系统应包含影像采集系统,数据的存储、管理,数据传输系统,影像的分析和处理系统。数据采集系统是整个PACS系统的核心,是决定系统质量的关键部分,可将各种不同成像系统生成的图象采入计算机网络。由于医学图像的数据量非常大,数据存储方法的选择至关重要。光盘塔、磁带库、磁盘陈列等都是目前较好的存储方法。数据传输主要用于院内的急救、会诊,还有可以通过互联网、微波等技术,以数据的远距离传输,实现远程诊断。影像的分析和处理系统是临床医生、放射科医生直接使用的工具,它的功能和质量对于医生利用临床影像资源的效率起了决定作用。综上所述,PACS技术可分为三个阶段,(1)用户查找数据库;(2)数据查找设备;(3)图像信息与文本信息主动寻找用户。

5 技术----分子影像

随着医学影像技术的飞速发展,在今天已具有显微分辨能力,其可视范围已扩展至细胞、分子水平,从而改变了传统医学影像学只能显示解剖学及病理学改变的形态显像能力。由于与分子生物学等基础学科相互交叉融合,奠定了分子影像学的物质基础。Weissleder氏于1999年提出了分子影像学的概念:活体状态下在细胞及分子水平应用影像学对生物过程进行定性和定量研究。

分子成像的出现,为新的医学影像时代到来带来曙光。基因表达、治疗则为彻底治愈某些疾病提供可能,因此目前全世界都在致力于研究、开创分子影像与基因治疗,这就是21世纪的影像学。 新的医学影像的观察要超出目前的解剖学、病理学概念,要深入到组织的分子、原子中去。其关键是借助神奇的探针--即分子探针。到目前为止,分子影像学的成像技术主要包括MRI、核医学及光学成像技术。一些有识之士认为;由于诊治兼备的介入放射学已深入至分子生物学的层面,因此,分子影像学应包括分子水平的介入放射学研究。

6 学科的交叉结合

交叉学科、边缘学科是当今科学发展的趋势。影像技术学最邻近的学科应为影像诊断学。前者致力于解决信息的获取、存储、传输、管理及研发新的技术方法;后者则将信息与知识、经验结合,着重于信息的内容,根据影像做出正常解剖结构的辨认及病变的诊断。两者相辅相成,互为依托。所以,影像技术学的发展离不开影像诊断学更密切地沟通与结合将为提高、拓展原有成像方式及开辟新的成像方式做出有益的贡献。医用影像诊断装置用于详细地观察人体内部各器官的结构,找出病灶的位置毫克大小,有的还可以进行器

官功能的判断 。还有医用影像诊断装备情况,已成了衡量医院现代化水平的标志。

7 浅谈医学影像技术的下一个热点

医疗保健事业在经济上的窘迫使得90年代以来,成为一个没有大规模推广一种新的影像技术的、相对沉寂的时期,延续了一些现有影像技术的发展,使得他们中至今还没有一种影像技术能对影像学产生巨大的影响。随着科技的发展,最近逐渐发展起来的一批有希望的影像技术。如:磁共振谱(MRS),正电子发射成像(PET)单光子发射成像(SPECT),阻抗成像(EIT)和光学成像(OCT或NRI)。他们有可能很快成为大规模应用的影像技术,将为脑、肺、及其他部位的成像提供新的信息。

7.1 磁源成像

人体体内细胞膜内外的离子运动可形成生物电流。这种生物电流可产生磁现象,检测心脏或脑的生物电流产生的磁场可以得到心磁图或脑磁图。这类磁现象可反映出电子活动发生的深度,携带有人体组织和器官的大量信息。

7.2 PET和SPECT

单光子发射成像(SPECT)和正电子成像(PET)是核医学的两种CT技术。由于它们都是接受病人体内发射的射线成像,故统称为发射型计算机断层成像(ECT)。ECT依据核医学的放射性示踪原理进行体内诊断,要在人体中使用放射性核素。ECT存在的主要问题是空间分辨率低。最近的技术发展可能促进推广ECT的应用。

7.3 阻抗成像(EIT)

EIT是通过对人体加电压,测量在电极间流动的电流,得到组织电导率变化的图像。 目的在于形成对体内某点阻抗的估计。这种技术的优点是,所采用的电流对人体是无害的,因而对成像对象无任何限制。这种技术的时间分辨率很好,因而可连续监测实际的应用,已实现以视频帧速的医用EIT的实验样机。

7.4 光学成像(OTC或NIR)

近期的一些实质性的进展表明,光学成像有可能在最近几年内发展成为一种能真正用于临床的影像设备。它的优点是:光波长的辐射是非离子化的,因而对人体是无伤害的,可重复曝光;它们可区分那些在光波长下具有不同吸收与散射,但不能由其它技术识别的软组织;天然色团所特有的吸收使得能够获得功能信息。它正在开辟它的临床领域。

7.5 MRS

影像物理学范文9

关键词:光的折射;自治实验教具;教学设计

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2013)2(S)-0032-4

1 教学目标

1.1 知识与技能

(1)了解眼睛的简单构造和眼睛看清物体的基本原理;(2)了解放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的用途。

1.2 过程与方法

(1)让学生亲身体验拍照,知道照相机成像原理;(2)通过类比照相机,知道眼睛看清物体的基本原理,了解近视眼、远视眼的成因及其矫正方法;(3)通过自制实验教具,知道投影仪的原理;(4)利用实际应用的体验,巩固凸透镜成像规律。

1.3 情感态度价值观

(1)通过对光学仪器的介绍,使学生认识物理学知识在生产、生活和科技方面的应用,增强学生对物理的热爱;(2)通过介绍显微镜、望远镜的功能,使学生认识科技能给人类生活带来许多方便。通过自制教具展示,激发学生动手探究身边的物理现象的好奇心。

2 教学重难点

重点:照相机、眼睛、投影仪(幻灯机)的成像原理

难点:视力矫正

3 教学器材

自制简易幻灯机、自制简易望远镜、投影仪、照相机、放大镜

4 教学环节

4.1 知识树导入新课

课前提前在黑板上画成像规律的三个图(u>2f,f

师:在最近阶段我们学习了有关光的折射的有关内容,那么同学们一起通过知识树(图1)来回顾这部分知识。什么是光的折射?

生a:光从一种物质斜射入另一种物质,传播方向发生改变的现象。

师:非常好!光的折射规律呢?对比反射规律简单的说。

生b:三线共面;两线分居;折射角随入射角的改变而改变。

师:非常棒!我们运用这些规律能够解释生活中的很多现象,比如筷子为什么向上弯折、用鱼叉捕鱼为什么要叉向看到的鱼的下面等等,学习物理规律就是为了解决现实生活中的实际问题的。后面我们又学了光学器材中的元件——透镜。它分为凸透镜和凹透镜。那么凹透镜有什么作用?

生:发散作用。

师:凸透镜呢?

生:会聚作用。

师:通过前面实验课,大家对凸透镜的成像规律有了深刻的理解,我们一起来看黑板上三幅图,(学生回答,教师黑板书写)第一幅u>2f,f

师:同学们都掌握得不错!同时在凸透镜成实像中,如果要使得像变大,像距、物距怎么变化?

生:物近,像远,像变大。

师:很好!那么我们学习了这些规律后,究竟在生活中有怎样的运用呢?

师生互动。通过知识树问答式地完成知识的回顾,同时引出本节课的主线:凸透镜成像规律在生活中的应用有哪些?学生积极回答,总结后按照黑板三幅图的顺序来进行讲解。

4.2 透析照相机,体验拍照的乐趣

以学生的集体照来开始调动学生的学习热情,以此过渡:看看曾经的你们,定格在这张照片中,现在的你们坐在教室里,这一张照片就装下了需要一个教室才能容纳下的你们,很神奇的一件事情,那么我们就先来认识一下第一个神奇的眼睛——照相机。

1、照相机的结构

照相机结构比较复杂,我们今天就研究它的成像原理,因此我们就关注两个元件(图2):镜头相当于一个凸透镜,感光片(数码相机,老式相机这里就是胶片)相当于光屏。

2、照相机成像原理

师:既然有这块凸透镜那么它一定满足这些成像规律,同学们猜猜满足那条规律呢?

生:第一幅u>2f,f

师:为什么呢?

生:不对啊,没有倒立啊。

师:我们抓住其中明显主要的特征,刚刚那一张照片将全部同学都装进去了,而我们现在需要这样大的一个教室才能容纳大家,所以是不是像缩小了啊?

生:是。

师:同时能在感光片上成像(能在胶片上呈现出来),那是不是也说明是实像?

生:对。

师:其实老式的照相机装胶卷都是倒着装的,我们这里看到正的像是由于经过数码芯片处理了,因此其实照相机的成像原理就是第一幅u>2f,f

3、“物近,像远,像变大”的应用

介绍照相机实际拍照中的物距、像距,说明镜头是可以伸缩的。提问:拍照远处一棵大树,现在需要拍出的图像大一些怎么操作?

学生思考,适时提醒运用成像规律中的一些结论。请学生回答,运用flas同步展示学生回答的操作。人往前进,同时要图片清晰。照相机镜头要向外伸,总结出这里实际运用了“物近,像远,像变大”的规律。同时提问学生:如果现在需要拍出的图像小一些怎么操作?请个别学生回答,人往后退,同时要图片清晰,照相机镜头要向内缩,再类比总结出“物远,像近,像变小”。

在这些理论分析后,拿出相机让学生来体验分别拍一张全身像和一个大头贴(相机最好用老式的,实在找不到就用单反相机,事先说明镜头的调节相机会自动进行),有2—3组学生上台来体验。其他学生来观察他们拍照时候是怎么样移动的。拍完后,马上把照片呈现在屏幕上,课堂氛围达到一个小高潮,马上让体验者来介绍拍照的心得,巩固“物近,像远,像变大”和“物远,像近,像变小”的规律。

4.3 类比相机,认识眼睛

这么多美丽的图景,通过照片记录下来,其实只要我们身临其境,也能欣赏到这些美景,那么我们怎么看到这些物体的呢?由此问题从照相机过渡到眼睛。

眼睛就是一台精密的照相机,那么我们先来了解一下它的结构,类比照相机我们也只关注眼睛的几个关键结构:晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜);睫状肌能够调节晶状体,使得晶状体变薄变厚;视网膜相当于感光片(光屏)。因此眼睛的成像原理也就是第一幅u>2f,f

介绍一个小知识,凸透镜的厚度影响焦距,教师用尽量通俗的语言来描述。给出图3,带领学生的思维,相同材质的凸透镜越厚。对光的偏折能力越强,会聚就越靠近凸透镜;相同材质的凸透镜越薄,对光的偏折能力越弱,会聚就越远离凸透镜。

学生小活动体验:让戴眼镜的学生摘掉眼镜,问:你能否看到远处的同学?那你能否看清远处的同学?引出我们眼睛看清物体的原理,同样用flash展示,得到结论是由于睫状肌对晶状体的调节使得远近的光线能成像在视网膜上。同时引出近视眼成因,如果长期使睫状肌处于紧张状态,那么它就会对晶状体进行不断挤压,造成晶状体变厚,造成近视。

近视眼、远视眼的成因及矫正(flash模拟动画):

师:如果长期使睫状肌处于紧张状态,那么它就会对晶状体进行不断挤压,造成晶状体变厚,凸透镜越厚,对光的偏折能力越______?

生:强。

师:导致光线会聚_______?

生:靠近凸透镜。

师:那么成像就在视网膜的前面。导致看不清远处的物体。那么怎么来矫正呢?

生:戴眼镜。

师:戴凸透镜可以吗?

生:不可以,凸透镜有会聚作用,它会使光线会聚更加靠前,要用凹透镜。

师(flas展示):对,我们要先让光线发散一点,因此我们需要用凹透镜来矫正。

总结:

1、成因:

2、矫正:

凹透镜

拓展:激光治疗近视眼就是在明确近视眼成因后发展的一个医疗技术,它就是利用激光使得厚的晶状体变薄。

师:理解了近视眼,那么远视眼也就很清楚了,如果睫状肌处于过度松弛状态,那么它就会对晶状体有一个拉伸作用,造成晶状体变薄,凸透镜越薄,对光的偏折能力越_______?

生:弱。

师:导致光线会聚_______?

生:远离凸透镜。

师:那么成像就在视网膜的后面,导致看不清近处的物体。那么怎么来矫正呢?

生:凸透镜。

师(flas展示):对,凸透镜有会聚作用,我们要先让光线会聚一点,因此我们需要用凸透镜来矫正。

总结:

1、成因:

2、矫正:

凸透镜(老花镜)

学生练习巩固:

下列图片中近视眼成因及其矫正的是__________________。

4.4 巧制简易投影仪(幻灯机)教具,激发学生探究兴趣

过渡提问:刚刚讲述的都是缩小的像,那么我们教室里有没有放大的像啊?

展示自制投影仪(幻灯机),介绍结构和功能。

通过自制幻灯片上的“F”在墙壁上所成的像来让学生分析投影仪(幻灯机)的成像规律,满足黑板上第二幅f

抛出问题:怎样使图像由天花板投影到墙壁上?(可做适当的提示:什么光学元件可以改变光路?)(图4)

由图4过渡,展示实物投影仪,介绍各个部件,让学生明白物距和像距以及如何调节物距和像距,通过学生活动解决实际问题:如果要屏幕上呈现更大的清晰图像,怎样操作?学生(2组)上台来尝试。学生自己总结:像变大了,像距就要变大,投影仪应该远离屏幕;物距应该变小,凸透镜应该向下调。同样运用了“物近,像远,像变大”。

同样让学生说如何得到一个更小的清晰图像,教师操作,起到巩固的作用。

4.5 放大镜、显微镜和望远镜

1、由物像同侧的体验,提问学生放大镜的成像原理,学生基本能答出是第三幅u

刚刚介绍的都是一块透镜的,那现在来介绍一些透镜组合的。

2、普通显微镜:它的作用是将微小的东西放大。目镜和物镜都是凸透镜。物镜的作用相当于投影仪的那块凸透镜的作用,成放大的实像;目镜的作用相当于放大镜的作用,成放大的虚像。

3、望远镜:展示几种望远镜,同时展示自制的简易望远镜(两个焦距不同的放大镜,中间用两个大小不同的圆筒连接可进行伸缩调节),鼓励学生课下上网收集有关资料并自己动手尝试做一个望远镜。

5 教学小结

1、

2、近视眼成因及矫正:

1、成因:

2、矫正:凹透镜

远视眼成因及矫正:

1、成因:

2、矫正:凸透镜(老花镜)

3、“物近,像远,像变大”

“物远,像近,像变小”

6 教学反思

课后,参加研讨课的各位老师对笔者这节课进行了点评:第一个老师点评认为:优点是教师的基本功扎实,语言规范,板书作图规范;教学设计中细节考虑周到,符合学生的认知规律。教学有特色,知识树的运用很好体现了一种教学思路,善于动手自制教具,让学生真实体会照相的过程,用所学的知识解决一个个实际问题,体现了从生活到物理,从物理到生活的理念,讲练结合达到巩固作用。课件精美,利用flash突破了难点。不足之处是教学容量稍大,重点部分可在加强训练巩固,学生总是处于被调动,再开放一些,放开手把课堂交给学生。有老师也提出一个值得研讨的问题:我们初中物理课堂的定位究竟该是什么?

初中物理更多的给予学生感性认识,但作为一门严谨的科学,我们必须培养学生的理性思维,依靠正确的理论,而这些并不是一定从枯燥的公式题目中培养起来的。它可以来自很多方面,丰富多彩的生活需要我们物理教师去开发利用,不断挖掘生活中的物理,让学生感觉物理就在自己手边。只有学生感兴趣了,物理课堂才会“活’’起来。学生才会感受到物理带来的乐趣。

参考文献: