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中国眼镜杂志社？一、判断下列说法是否正确。二、请解释凹透镜为虚焦点的原因？( 三 )


此外，还对另外两副眼镜的度数进行了测量，一副为黑色边框眼镜（左眼200度，右眼150度），另一副为橘色边框眼镜（左眼150度，右眼100度）在测量黑色边框眼镜时，发现激光笔每次移动相等的距离时，激光光点移动距离变化较大，经分析可能是由于黑色边框眼镜镜片是非球面的 。为了避免非球面镜的影响，选取镜片中间区域L1=10mm的距离进行多次测量，数据如表2所示；橘色边框眼镜较红色眼镜框窄一些，取L1=30mm的距离进行多次测量，数据如表3所示 。
计算得到黑色边框眼镜左眼、右眼镜片的度数分别为204±4度和153±4度，相对不确定度分别为2.0%和2.6%，相对误差均为2.0% 。
同理计算得到橘色边框眼镜左眼、右眼镜片的度数分别为156±3度和105±3度，相对不确定度分别为1.9%和2.9%，相对误差分别为4%和5% 。
从实验可以看出，方案改进后测量误差明显减小 。
3.3 镜片面型判别
在测量三种眼镜的过程中，黑框眼镜的边缘对光的散射明显不同于光轴附近的区域，与另外两种眼镜对光的偏折现象存在很大差别，为此对三种镜片进行了分段测量，实验数据如表4、表5、表6所示 。
根据眼镜度数计算在不同位置测量的眼镜度数的样本标准偏差 。
左右平均度数值分别为153度和197度；样本偏差分别为3度和2度 。
同理计算黑红色边框眼镜左、右平均度数值分别为196度和151度；样本偏差分别为36度和50度 。
同样地计算橘色边框眼镜左、右平均度数值分别为156度和107度；样本偏差分别为3度和2度 。
从实验结果可以看到黑色镜片的两侧可测量度数与中间的测量度数相差很大导致样本标准偏差很大，相对偏差最低都在18%以上，对比前述实验相同实验条件下相对测量偏差小于5%的结果，说明黑框眼镜镜片屈光度不均匀，可以判定其镜片为非球面，而红色边框眼镜和橘色边框眼镜度数分布基本均匀，相对测量偏差均小于5%，可以判定其镜片为球面 。
4 采用Tracker软件减小激光点距离测量误差
改进后的测量方案可以有效地保证激光笔在测量过程中平行移动，同时实现激光笔平移距离L1及眼镜到直尺的距离H的准确测量，但由于激光光点较大、读数时需要根据光点能量中心进行目视估计，同时由于光点强度较强、光点刺眼（见图6）等问题都会引起读数的误差，导致最终计算结果出现一定误差 。为此采用Tracker软件来对拍摄的激光光点在卷尺上移动的位置视频进行分析[11-13]，实现光点位置的准确测量 。
图6 投射到卷尺上的激光点
将拍摄的实验视频导入到Tracker 软件中，通过菜单栏“轨迹→新建→质点”创建两个质点对象，拖动圆圈边缘使其完全包含激光点，另一个质点对象对准卷尺附近的刻度线（也可建立定标杆），记录Tracker软件给出的激光点移动距离的X轴坐标值和标尺的X轴坐标值，由激光点移动距离的X轴坐标值与标尺X轴坐标值之比乘以标尺的值，可计算出激光点移动距离 。以红色边框眼镜为例，采用Tracker软件重新进行了一组测量，其实验数据如表7所示 。
测量得到左眼、右眼镜片光点移动距离平均值为117.8mm、141.4mm，计算得到红色边框眼镜左侧、右侧镜片的度数分别为152.3±1.2度和198.5±1.5度；相对测量误差分别为0.8%、0.7%；百分误差分别为1.3%和0.5%，测量误差进一步减小 。
5 结语
通过分析“激光照射在眼镜上，移动眼镜时光点会移动”的实验现象，设计出利用一支激光笔和一把尺子简便测量眼镜度数的方法 。通过改进可以实现专业仪器测量的精度，同时利用此方案还实现了镜片类型的判断 。
居家自主实验要求学生在充分弄懂实验原理的基础上精心设计实验方案，充分利用手边的材料与工具，结合现有的手机软件加上精巧的设计，可以完成许多实验室才能完成的内容 。实验过程充分调动了学生自主探究的学习热情，培养学生独立思考和积极创新的能力，可大幅提高学生的动手能力以及对未知领域探索的兴趣 。居家自主实验是疫情时期的一种线上教学的探索,实践证明居家实验对于丰富教学手段，提高实验教学质量，培养学生自主创新能力意义重大，是实验教学方法的创新，值得我们进一步研究 。
参考文献
[1]邱彩虹.物距像距法在凹透镜焦距测量中的成像原理与数据分析[J].大学物理实验,2017,30(2):123-124.
QIU C H. Theoretical analysis and study on measuring the focus of concave lens by object image distance method[J]. Physical Experiment of College, 2017,30(2): 123-124. (in Chinese)


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