双目视觉测量中的玻璃折射矫正方法
分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定
分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。
•• 分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
【实验目的】：1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；2．掌握测定棱镜角的方法；3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验仪器】：分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。
【实验原理】：•• 三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1．反射法测三棱镜顶角如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：••图2反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。
双目亮度校准算法
双目亮度校准算法双目亮度校准算法是一种用于调整双目成像系统的亮度差异的算法。
在双目视觉系统中，由于摄像头的差异或环境光照的影响，双目成像会存在一定的亮度差异，这对于一些需要高精度测量或深度感知的应用来说是不可忽视的。
因此，通过亮度校准算法能够有效提高双目视觉系统的准确性和稳定性。
在亮度校准算法中，首先需要对双目图像进行预处理，包括图像的灰度化、加噪和平滑处理等。
其中，灰度化是将彩色图像转换成灰度图像的过程，可以通过将红、绿、蓝三通道像素值进行加权平均来实现。
加噪是为了模拟现实环境中的噪声情况，提高算法的鲁棒性。
平滑处理则可以通过滤波器等方法去除图像中的噪声，使图像更加清晰。
接下来，通过双目图像的灰度差计算出双目图像的亮度差异。
常见的计算方法有取平均法和方差法。
取平均法是将双目图像的灰度差求平均值，得到整幅图像的亮度差异。
而方差法则是通过计算灰度差的方差来描述亮度差异的大小。
这两种方法各有优劣，根据实际需求选择合适的方法进行计算。
在得到双目图像的亮度差异后，需要根据亮度差异来调整图像的亮度。
调整亮度的方法有多种，常见的方法包括线性调整法和直方图均衡化法。
线性调整法是通过对图像中每个像素的亮度值进行线性变换，使亮度差异最小化。
而直方图均衡化法则是通过将图像的像素值映射到一个新的直方图上，使直方图均衡化后的图像具有更均匀的亮度分布。
在调整亮度之后，需要对调整后的图像进行评估。
常见的评估方法有图像的亮度均匀性评估和亮度差异评估。
图像的亮度均匀性评估是通过计算图像的亮度标准差来描述整幅图像的亮度均匀性，标准差越小表示亮度越均匀。
亮度差异评估则是通过计算调整后图像的灰度差的方差来判断亮度差异是否得到了有效的校准。
综上所述，双目亮度校准算法通过对双目图像的预处理、亮度差计算、亮度调整和评估等步骤，能够有效校准双目视觉系统的亮度差异，提高系统的准确性和稳定性。
该算法在计算机视觉、机器人导航等领域有着广泛的应用前景。
高二物理测定玻璃的折射率实验归纳教育科学版知识精讲
高二物理测定玻璃的折射率实验归纳教育科学版【本讲教育信息】一、教学内容：测定玻璃的折射率实验归纳二、学习目标：1、掌握测定玻璃的折射率的实验原理与实验误差分析。
2、能够正确作出不同形状的玻璃砖的光路并会运用公式法与单位圆法处理实验数据。
3、重点掌握测定玻璃的折射率相关的重要的习题类型与其解法。
考点地位：测定玻璃的折射率实验是高考考查的重点，从近几年对于本实验的考查方向来看呈现出向新颖化、创新化的方向开展的趋势，题目侧重于对学生实验能力的考查，试题难度适中，主要考查学生对于实验原理的理解，实验方法的灵活迁移与实验数据的处理。
从出题形式上主要是以实验题形式为主，如06年全国Ⅱ卷第22题、江苏卷第12题均通过实验题形式进展考查。
三、重难点解析： 1. 实验目的〔1〕明确光通过玻璃时的入射角、折射角. 〔2〕掌握测定玻璃折射率的方法. 2. 实验原理如下列图，abcd 为两面平行的玻璃砖，入射角θ1和折射角θ2，据21sin sin n θθ=计算出玻璃的折射率.3. 实验器材白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖. 4. 实验步骤与调整安装〔1〕把白纸用图钉钉在木板上.〔2〕如下列图，在白纸上画一条直线aa ＇作为界面，画一条线段AO 作为入射光线，并通过O 点画出界面aa ＇的法线NN ＇.〔3〕把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa ＇对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb ＇.〔4〕在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2.〔5〕在玻璃砖的bb ＇一侧竖直地插上大头针P 3、P 4，调整眼睛视线，使P 3能同时挡住P 1和P 2的像，使P 4能挡住P 3本身和P 1、P 2的像.〔6〕记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3、P 4引直线O ＇B 与bb ＇交于O ＇，连接OO ＇，OO ＇就是玻璃砖内的折射光线的路径，入射角θ1＝∠AON ，折射角θ2＝N O O ''∠。
测定玻璃的折射率(含答案)
实验十四 测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率二、实验原理如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2可以计算出玻璃的折射率．图1三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．四、实验步骤1．用图钉把白纸固定在木板上．2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′.3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针．4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′.5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得线段OO ′.7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值． 五、误差分析1．入射光线和折射光线确定的不准确性．2．测量入射角和折射角时的误差．六、注意事项1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些．图2图33．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．记忆口诀白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖；两针决定入射光，再插一针挡两像；两针两像成一线，去砖画图是重点；入射线，折射线，做出法线角出现；入射角，折射角，不大不小是最好；拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验.例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置．(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________.例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝__________；图4图5(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 面上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出．测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝____________；(3)θ1和θ2的关系为：θ1______θ2(填“>”、“<”或“＝”)．例3 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图4所示．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2，并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入 液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域 观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，同学们通过 计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接 读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________.1．关于“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法中不正确的是 ( )A ．有一组入射角(θ1≠0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率B ．在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C ．本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D ．棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图5所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将 ( ) A ．偏大 B ．偏小 C ．不变 D ．无法确定3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图6①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa ′、bb ′为界面画图7图8 图9光路图，则图 6甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比________．4．如图7所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3.图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点． (1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．5．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8所示．(1)在本题的图上画出所需的光路．(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是n ＝________.6. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3及P1和P2的像．在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝____________.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量________(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)．答案课堂探究例1 (1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2 例2 (1)l 22＋l 23 sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)>例3 (1) 3 (2)P 4对应的折射率的值大(3)1随堂训练1．B2．C [经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出 的折射角与真实的折射角相同．]3．偏小 不变 可能偏大，可能偏小，也可能不变4．(1)l 1和l 3l 1l 3(2)偏大 5．见解析解析 (1)光路图如图所示，画出通过P 1、P 2的入射光线，交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，连接OO ′，则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度)．(3)n ＝sin θ1sin θ2(或因为sin θ1＝EF OE ，sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF /OE GH /OG ＝EF ·OG OE ·GH)． 6．(1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2(4)小一些 解析 (1)光路图如图所示．(2)入射角θ1和折射角θ2如图中所示。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：测量玻璃的折射率
实验十三测量玻璃的折射率目标要求 1.掌握测量折射率的原理及方法.2.会用插针法测量玻璃的折射率．实验技能储备1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角i透过一块两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，求出折射角r，再根据n＝sin isin r或n＝PNQN′计算出玻璃的折射率．2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．3．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上．(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′.(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′.(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得到线段OO′.(7)用量角器测量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sin i和sin r.(8)改变入射角，重复实验．4．数据分析(1)计算法用量角器测量入射角i 和折射角r ，并查出其正弦值sin i 和sin r ．算出不同入射角时的sin i sin r ，并取平均值．(2)图像法改变不同的入射角i ，测出不同的折射角r ，作sin i －sin r 的图像，由n ＝sin i sin r可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，如图所示，sin i ＝EH OE ，sin r ＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin i sin r ＝EH E ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .5．注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间、P 3和P 4之间、P 2与O 、P 3与O ′之间距离要稍大一些．(2)入射角i 不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线．(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm 以上，若宽度太小，则测量误差较大．考点一 教材原型实验例1 某小组做测量玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A ．选用两光学表面间距大的玻璃砖B ．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)(4)在用插针法测量玻璃的折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．则甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．答案(1)AD(2)D(3)ACBD(4)偏小不变解析(1)为了使作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，A正确；根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，B错误；为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，C错误；插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离应适当大些，引起的角度误差会减小，D正确．(2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B、C错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确．(3)由折射定律可知n＝sin∠AOCsin∠BOD＝ACAOBDBO＝ACBD.(4)如图，甲同学在测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律n＝sin isin r可知，折射率n偏小．用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率的测量值与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变．例2用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O 为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线．(1)在图甲上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图甲中的AB分界面上标出这两个角，分别用i和r表示．(3)为了保证在光线从弧面CD上射出，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________________(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)．(4)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.答案(1)(2)见解析图(3)小一些(4)1.5解析(1)(2)连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，测量的入射角i、折射角r及光路图如图所示．(3)为防止光线在弧面CD 发生全反射，光线在弧面AB 的入射角应适当小一些．(4)根据题图乙得玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝1.5. 考点二 探索创新实验例3 (2023·江苏淮安市模拟)某同学用半圆柱玻璃砖做测量玻璃的折射率实验，他的操作步骤如下：A ．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d ，算出半径r ＝d 2，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B ．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P 1和P 2；C ．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O ；D ．以圆心O 为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB 下方恰好看不到P 2和P 1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB ，并作出光路图，如图所示．(1)看不到P 2和P 1的像是因为发生了________；(2)只使用毫米刻度尺，还需要测量________(选填“OD ”或“CD ”)的长度，记作l ；(3)玻璃砖折射率的表达式n ＝________.答案 (1)全反射 (2)CD (3)d 2l解析 (1)看不到P 2和P 1的像是由于光线在AB 面上发生了全反射．(2)(3)只要测出“CD ”的长度l ，就相当于测出了临界角的正弦值，即sin C ＝l r ，而sin C ＝1n，可得折射率n ＝d 2l. 例4 (2023·福建厦门市模拟)某实验小组的同学用直角三棱镜做“测量玻璃折射率”的实验． 他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓(用实线△ABC 表示)，然后放好三棱镜，在垂直于AB 的方向上插上两枚大头针P 1和P 2，在棱镜的左侧观察，当P 1的像恰好被P 2的像挡住时，插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上大头针P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示．(1)将图中的光路图补充完整；(2)根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率n ＝________；(3)若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将△ABC 作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．答案 (1)见解析图 (2)2 (3)小于解析 (1)如图所示．(2)根据几何关系可知光线在AC 面的入射角为30°，根据折射定律可得n ＝sin 45°sin 30°＝ 2 (3)若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，如图所示，可知出射光线相对于三棱镜不动时的出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将△ABC 作为实验中棱镜所处位置，所以作出的BC 面的反射光线会比实际的反射光线向逆时针方向偏，由此造成所测光线在AC 面的入射角比实际值偏大，所以该玻璃折射率的测量值小于真实值．课时精练1．在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)下列说法正确的是________；A．入射角越大，误差越小B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C．实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D．判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)请在图乙中画出完整的光路图；(3)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)；(4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作后插好了8枚大头针，如图丙所示．图丙中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(选填“A”或“B”)．答案(1)C(2)见解析图(3)1.57(4)A解析(1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故B错误；实验中需要测角度时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，故D错误．(2)光路图如图所示(3)由图可知，取小方格的边长为单位长度，则sin i＝5.25.22＋4.02≈0.793sin r＝2.12.12＋3.62≈0.504n＝sin isin r ＝0.7930.504≈1.57(4)光线经由P1P2射入后光路图如图所示第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图可知经P3A的出射光线符合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事实．故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A.2．某同学在利用“插针法”测量一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针．他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验．如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射．(1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是________．A ．P 1、P 2、P 3、P 4B ．P 4、P 3、P 2、P 1C ．P 1、P 2、P 4、P 3D ．P 4、P 3、P 1、P 2(2)若P 1P 2与MN 垂直，用量角器量得图中的θ1＝60°，θ2＝30°，则玻璃的折射率为________． A. 3 B.33 C.233 D.32(3)若激光器正常发光，平行木板从玻璃砖NP 界面垂直射入玻璃砖，如图中虚线箭头所示．该同学发现在MP 一侧始终找不到出射光线，则原因是_________________________；该同学在MP 一侧没有找到出射光线，但在MN 一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针确定了激光在MN 一侧的出射光线和NP 一侧的入射光线，则测量后他__________(选填“能”或“不能”)计算出玻璃的折射率．答案 (1)B (2)A (3)激光在MP 界面上发生了全反射 能解析 (1)四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P 4、P 3、P 2、P 1.(2)在MP 界面上，光的入射角为i ＝90°－θ1＝30°，折射角为r ＝90°－θ2＝60°，则玻璃的折射率为n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (3)入射光线与NP 相垂直，在MP 一侧没有找到出射光线，说明光线在MP 上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线在MN 面上的入射角，由插针法得出折射角，从而由折射率公式可以计算出折射率．3.某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向，AO 与玻璃砖界面aa ′的夹角为α，插了两枚大头针P 1和P 2,1、2、3、4分别是四条直线．(1)在bb ′侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在____线上(选填“1”“2”“3”或“4”)；(2)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面aa ′的夹角为β，则玻璃砖的折射率n ＝________；(3)若描出玻璃砖两边界线aa ′、bb ′后，不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将____________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)．答案 (1)2 (2)cos αcos β (3)不变 解析 (1)由折射定律知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，即可能在2上．(2)由题可知，折射率为n ＝sin (π2－α)sin (π2－β)＝cos αcos β. (3)不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由n ＝sin i sin r可知，测得的折射率将不变． 4．如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的右侧观察到P 1的像和P 2的像，当P 1的像恰好被P 2的像挡住时，插上大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示．(1)画出对应的光路．(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB 作为分界面，需要测量的量是________和________，在图上标出它们．(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n ＝________.(4)若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置且底边仍重合)，则以AB 作为分界面，三棱镜玻璃材料的折射率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案 (1)见解析图 (2)入射角θ1 折射角θ2 见解析图 (3)sin θ1sin θ2(4)大于 解析 (1)画出光路图如图所示．(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB 作为分界面，根据折射定律可知，需要测量的量是入射角θ1、折射角θ2，位置如图所示．(3)三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式n ＝sin θ1sin θ2， (4)在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，以AB 作为分界面，入射角θ1与三棱镜平移后的实际入射角相等，但折射角θ2变小，则由n ＝sin θ1sin θ2，可知折射率n 偏大，即三棱镜玻璃材料折射率的测量值大于三棱镜玻璃材料折射率的真实值．5．小明同学为探究光的折射定律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E 和F 两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM 为两半圆屏的分界线，其中半圆形光屏F 可绕直径NOM 在水平方向折转．(1)实验时，先让光屏E 、F 位于同一平面内，一束激光贴着光屏E 沿半径方向从空气斜射入水中，在光屏F 上________(选填“能”或“不能”)看到折射后的光束；小明将光屏F 沿逆时针(俯视)方向折转一定角度后，则在光屏F 上________(选填“能”或“不能”)看到折射光线，这说明折射光线和入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内；(2)小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示．由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角_______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角． 入射角22° 32° 41° 折射角30° 45° 60°答案 (1)能 不能 在 (2)大于解析 (1)先让光屏E 、F 位于同一平面内，一束激光贴着光屏E 从空气斜射入水中，激光从光疏介质射入光密介质，在光屏F 上能看到折射后的光束；当F 屏沿逆时针(俯视)方向折转一定的角度后，则呈现折射光线的F 屏和呈现入射光线的E 屏不在同一平面内，所以在F 屏上不能看到折射光线；这说明折射光线和入射光线在同一平面内；(2)分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大．。
测定玻璃砖折射率数据处理三方法
测定玻璃砖折射率数据处理三方法 邢台市第一中学 史鸿耀 高二物理教材测定玻璃砖的折射率实验是学生必修实验，该实验是测定固体折射率的一种粗略方法，现将数据处理做一下归纳方法。
方法一：用量角器测出入射角α、折射角β，
据折射率公式n=βαsin sin 可以计算出玻璃的折射率。
方法二：以O 1圆心以任意长为半径（半径要
尽能长些约10㎝）画圆交入射光线AO 1于M 点、
交折射光线O 1O 2于P 点，过M 、P 作NN 1的垂线MK 、PQ ，n=βαsin sin =1
1PO QP MO MK =QP MK ，据所推导的公式我们用刻度尺测出MK 、QP 的长度，即可求
出折射率n 。
方法三：在讲解该方法前先来推导一个例题，题
目如下：如图3所示，平板玻璃砖的厚度为h,其折
射率为n ，一束光以入射角α射向平板玻璃砖，试求
经玻璃砖出射光线相对入射光线的侧移量OA 是多
少？
解：设OO 1的长度为L ，侧移量OA 为△x ，折射角为β，据光的折射定律有：n=β
α
sin sin 在三角形△OO 1A 中，△x=Lsin(α-β)=βcos h (sinα cosβ-cosα sinβ)=hsinα-hcosα α
βcos sin =hsinα{1-ααsin 2
2cos -n } 借助上式只要我们用刻度尺测出h 和△x 、和入射角α则可以求出折射率n
小结：三种方法可以在一次数据处理中使用，开阔了学生的眼界，也起到验证作用。
N
1。
实验测量玻璃的折射率
《测量玻璃的折射率》学习材料【教学目的】1．测定一块玻璃砖的折射率；2．验证光的折射定律。
【实验器材】1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔【实验原理】用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。
当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相较只有必然得侧移。
只要咱们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就可以求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。
再按照折射定律，就可以够求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。
插针法肯定光路的大体原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。
【实验步骤】1、把白纸用图钉固定在木板上。
二、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。
3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。
4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。
五、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。
六、一样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。
7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '，OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。
八、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。
九、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。
10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几回实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。
基于双目视觉的水下海参尺寸自动测量方法
行水下图像增强，结合基于区域对比度的显著性区域检 测方法和直方图均衡的方法，得到海参区域图像的部分 前景和可能的背景。李晓阳等人[18]将深度引入超像素 分割算法，每幅 RGBD 图像变成超像素块的集合，构建 超 像 素 块 的 图 模 型 ，结 合 显 著 性 检 测 来 扩 充 种 子 点 区 域，基于 Biased Normalized Cuts 来实现共分割，借助深 度信息来优化分割结果。
收稿日期：2020-01-19 修回日期：2020-06-04 文章编号：1002-8331（2021）08-0271-08
272 2021，57（8）
Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
牧场选择水下智能机器人代替人工来完成海参捕捞作 业已经成为趋势。
Automatic Measurement of Underwater Sea Cucumber Size Based on Binocular Vision DONG Peng, ZHOU Feng, ZHAO Congcong, WANG Yafei, MI Zetian, FU Xianping
实验：测定玻璃的折射率
分析实验中存在的问题和改进方法
存在的问题
在实验过程中，由于环境光线的影响，可能会出现误差；同时，测量角度时也可能存在 误差。
改进方法
为了减小误差，可以在实验过程中使用遮光板来减少环境光线的干扰；同时，采用更加 精确的测量工具来提高角度测量的准确性。
果。
调整实验装置，使光线正确地进入折射率计
调整光源与玻璃片的 相对位置，确保光线 能够垂直入射到玻璃 片上。
确保光屏的位置能够 接收到折射后的光线， 以便观察和记录。
调整折射率计的角度， 使入射光线和折射光 线分别对准标尺上的 刻度。
记录实验数据，并计算玻璃的折射率
观察并记录入射角和折射角的大小。 根据折射定律公式（n=sin i/sin r），计算玻璃的折射率n。
数据处理
为了更准确地分析实验结果，我们对 原始数据进行了平均处理，以减小测 量误差。
折射率计算结果与误差分析
折射率计算
根据斯涅尔定律，我们计算出了玻璃的折射率。
误差分析
通过对实验过程的分析，我们确定了折射率计算结果的误差范围，主要来源于测量角度和光速的误差 。
实验结果与理论值的比较分析
理论值比较
折射率的概念和计算公式
折射率
光在真空中的速度与光在介质中的速度之比，称为介质的折 射率。
计算公式
n=c/v，其中c为光在真空中的速度，v为光在介质中的速度。
折射率计的工作原理和使用方法
工作原理
折射率计利用光的折射现象来测量介质的折射率。当光线从空气射入玻璃时，其 折射角会发生变化，通过测量这个角度的变化，可以计算出玻璃的折射率。
使用方法
将待测玻璃放入折射率计的样品槽中，调整入射角，使光线射入玻璃并发生折射 。通过测量折射角的变化，可以计算出玻璃的折射率。
《基于双目立体视觉的测量技术研究》
《基于双目立体视觉的测量技术研究》一、引言双目立体视觉技术在测量领域有着广泛的应用，特别是在需要精确获取物体三维信息的场合。
通过模拟人眼双目视觉原理，双目立体视觉技术能够有效地捕捉并处理三维空间信息，从而实现对物体形状、尺寸、位置等参数的精确测量。
本文将探讨基于双目立体视觉的测量技术的研究现状、原理、方法及实际应用。
二、双目立体视觉测量技术原理双目立体视觉测量技术基于视差原理，通过模拟人眼双目视觉过程，利用两个相机从不同角度获取同一物体的图像信息。
通过对两幅图像进行特征提取、匹配、三维重建等处理，从而得到物体的三维空间信息。
该技术主要包括图像获取、图像预处理、特征提取与匹配、三维重建等步骤。
三、双目立体视觉测量技术方法1. 图像获取与预处理：利用两个相机从不同角度获取同一物体的图像信息，并进行预处理，如去噪、灰度化、二值化等，以提高后续处理的准确性。
2. 特征提取与匹配：在预处理后的图像中提取特征点或特征线，然后通过算法进行特征匹配，得到对应点或线的匹配关系。
3. 三维重建：根据特征匹配结果，结合相机参数及三角测量原理，进行三维重建，得到物体的三维空间信息。
四、双目立体视觉测量技术研究现状目前，双目立体视觉测量技术在国内外均得到了广泛的研究和应用。
在算法方面，研究者们不断提出新的特征提取、匹配及三维重建算法，以提高测量的精度和效率。
在应用方面，双目立体视觉测量技术已广泛应用于工业检测、医疗诊断、无人驾驶、虚拟现实等领域。
五、双目立体视觉测量技术的优势与挑战优势：1. 精度高：双目立体视觉测量技术能够精确获取物体三维空间信息，具有较高的测量精度。
2. 灵活性强：该技术适用于各种复杂环境下的测量任务，具有较好的灵活性和适应性。
3. 非接触式测量：双目立体视觉测量技术为非接触式测量，不会对被测物体造成损伤。
挑战：1. 算法复杂度高：双目立体视觉测量技术涉及到的算法较为复杂，需要较高的计算能力和处理速度。
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双目视觉测量中的玻璃折射矫正方法
双目视觉测量是一种通过两个摄像头同时观测目标物体从而获取三维信息的技术。
在双目视觉测量中，由于光在物体与摄像头之间的传播过程中会发生折射现象，因此需要对玻璃折射进行矫正，以准确获取目标物体的三维坐标信息。
玻璃折射矫正是指在双目视觉测量中，针对目标物体背后有玻璃材料时，通过一系列的算法和技术手段，将视觉测量结果修正至真实值的过程。
由于玻璃材料的折射特性，目标物体在经过玻璃后的位置会发生一定的偏移，如果不进行矫正，将导致测量结果的误差。
玻璃折射矫正的方法有很多种，其中一种常用的方法是通过计算折射光线的路径，将目标物体的测量结果修正至真实值。
具体步骤如下：
1. 计算折射光线的路径：根据物体与摄像头的位置关系，通过光学原理计算出光线在玻璃材料中的折射路径。
这需要考虑到玻璃的折射率以及物体与玻璃的相对位置。
2. 确定修正参数：根据折射光线的路径，计算出修正参数。
修正参数是一个偏移量，用于将测量结果修正至真实值。
修正参数的计算需要考虑到摄像头的内外参数、光线的折射角等因素。
3. 修正测量结果：将测量结果与修正参数相乘，得到修正后的测量
结果。
修正后的结果可以更准确地反映目标物体的真实位置。
除了计算折射光线路径和修正参数外，还有其他一些辅助手段可以用于玻璃折射矫正。
例如，通过使用纹理、纹理匹配、模板匹配等方法，可以提高矫正的准确度和稳定性。
此外，还可以利用多个角度的图像信息进行综合分析，进一步提高矫正的效果。
需要注意的是，玻璃折射矫正方法的选择和实施需要根据具体的应用场景和需求来确定。
不同的方法适用于不同的情况，需要根据实际情况进行选择和调整。
此外，玻璃折射矫正只是双目视觉测量中的一部分，还有其他一些因素需要考虑，如摄像头的标定、图像处理算法等。
玻璃折射矫正是双目视觉测量中的重要环节，可以提高测量结果的准确性和可靠性。
通过计算折射光线路径、确定修正参数以及其他辅助手段的使用，可以将测量结果修正至真实值，从而得到目标物体的准确三维坐标信息。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法，并结合其他技术手段进行综合使用，以获得更好的测量效果。