光學(xué)課程教學(xué)大綱

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1、《光學(xué)》課程教學(xué)大綱課程中文名稱：光學(xué)課程英文名稱：Optics總學(xué)時(shí)：72講課學(xué)時(shí)：62習(xí)題課學(xué)時(shí)：10課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課課程要求：必修授課對象：應(yīng)用物理專業(yè)和光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生學(xué)生人數(shù)：90授課時(shí)間：秋季學(xué)期授課教師：光學(xué)課程教學(xué)組的教師一．課程的教學(xué)目的光學(xué)是繼力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)之后的第四門物理學(xué)的基礎(chǔ)課，是物理學(xué)科學(xué)生的一門必修課。本課程作為物理學(xué)科的重要基礎(chǔ)課，既要為相應(yīng)后繼課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，又要為學(xué)生畢業(yè)后從事與物理學(xué)、尤其與光學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究、教學(xué)及相關(guān)工作做好必要的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)知識的準(zhǔn)備。光學(xué)課是一門實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分豐富的課程，要讓學(xué)生在生動活潑的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，深入

2、地進(jìn)行理性認(rèn)識。讓學(xué)生既掌握光學(xué)的基本原理和解決光學(xué)問題的基本方法，又對光的本性和現(xiàn)代光學(xué)研究中的一些前沿課題有一個(gè)初步的了解，使光學(xué)教學(xué)與現(xiàn)代光學(xué)及其在高科技中的應(yīng)用接軌，努力實(shí)現(xiàn)光學(xué)教學(xué)的現(xiàn)代化。二．課程的教學(xué)基本要求本課程主要講授幾何光學(xué)、波動光學(xué)（干涉、衍射、偏振）、光與物質(zhì)相互作用、量子光學(xué)的基本現(xiàn)象和基本7原理以及解決各種光學(xué)問題的基本方法。作為展示光學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)內(nèi)容的光學(xué)課是繼力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)之后的第四門物理學(xué)的重要基礎(chǔ)課，又是物理學(xué)科學(xué)生需要學(xué)習(xí)的眾多光學(xué)內(nèi)容課程中（比如：激光原理與技術(shù)，量子光學(xué)，信息光學(xué)，光纖光學(xué)，集成光學(xué)，光譜學(xué)，光子開關(guān)技術(shù)，全息光存儲技術(shù)，光纖通信技術(shù)

3、原理，非線性光學(xué)，晶體光學(xué)，原子光學(xué)，光電信號檢測技術(shù)等）的第一門基礎(chǔ)光學(xué)的啟蒙課程，其重要性是一目了然的。本課程要求學(xué)生通過光學(xué)課程的學(xué)習(xí)，充分了解光學(xué)的基本現(xiàn)象、牢固建立清晰的光學(xué)圖像、深入掌握光學(xué)的基本概念和基本規(guī)律、切實(shí)提高獨(dú)立分析和解決各種光學(xué)問題的能力。三．課程教學(xué)要求的層次：掌握：要求學(xué)生全面、深入理解和熟練掌握基本概念和基本公式，準(zhǔn)確把握基本概念之間的關(guān)系，靈活應(yīng)用基本原理和基本方法分析和解決實(shí)際問題。理解：要求學(xué)生較好地理解所學(xué)內(nèi)容，正確地掌握基本概念、基本公式，并且能夠進(jìn)行簡單分析和判斷。了解：要求學(xué)生能夠明確概念、公式的意義，并能準(zhǔn)確地表述。四．課程教學(xué)的主要內(nèi)容和教學(xué)要

4、求第一章幾何光學(xué)（12學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．光源和光譜2．幾何光學(xué)基本定律3．惠更斯和費(fèi)馬原理4．成像5．共軸球面組傍軸成像6．薄透鏡7．光學(xué)儀器8．光闌9．光度學(xué)基本概念教學(xué)要求71．了解本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本光學(xué)現(xiàn)象。2．理解和掌握本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本概念和基本公式。3．學(xué)會利用計(jì)算法和作圖法求解單球折（反）射共軸球面組傍軸三次成像問題。4．學(xué)會利用計(jì)算法和作圖法求解薄透鏡傍軸三次成像問題。5．學(xué)會利用作圖法和計(jì)算法確定理想光學(xué)系統(tǒng)的有效光闌和視場光闌方面的問題。第二章波動光學(xué)基本原理（20學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．光波與復(fù)振幅的描述2．波前3．波的迭加和波的干涉4．兩個(gè)點(diǎn)源的干涉5．光的衍射現(xiàn)

5、象和惠更斯—菲涅耳原理6．菲涅耳圓孔衍射和圓屏衍射7．夫瑯禾費(fèi)單縫和矩孔衍射8．光學(xué)儀器的像分辨本領(lǐng)9．光的橫波性與五種偏振態(tài)10．光在電介質(zhì)表面的反射和折射11．菲涅耳公式教學(xué)要求1．了解本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本光學(xué)現(xiàn)象。2．理解和掌握本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本概念和基本公式。3．學(xué)會利用復(fù)振幅計(jì)算法和矢量圖解法求解雙光束和多光束光波的干涉問題。74．學(xué)會利用半波帶法、矢量圖解法和復(fù)數(shù)積分法求解菲涅耳和夫瑯禾費(fèi)衍射問題。5．學(xué)會利用偏振光的相關(guān)公式求解透射光強(qiáng)、光的偏振態(tài)、偏振度、半波損和光的透（反）射率問題。第三章干涉裝置和光場的時(shí)空相干性（10學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．分波前干涉裝置和光場的空間相

6、干性2．薄膜干涉：1）等厚條紋3．薄膜干涉：2）等傾條紋4．邁克耳遜干涉儀和光場的時(shí)間相干性5．多光束干涉和法布里—珀羅干涉儀教學(xué)要求1．了解本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本光學(xué)現(xiàn)象。2．理解和掌握本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本概念和基本公式。3．學(xué)會求解分波前干涉裝置的干涉條紋形狀、間距和條紋移動等問題。4．學(xué)會求解等厚和等傾干涉條紋形狀、間距和條紋移動等問題。5．學(xué)會求解光場時(shí)間和空間相干性問題。6．學(xué)會求解多光束干涉和法布里—珀羅干涉儀問題。第四章衍射光柵（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．多縫夫瑯禾費(fèi)衍射2．光柵光譜儀教學(xué)要求1．了解本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本光學(xué)現(xiàn)象。72．理解和掌握本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本概念和

7、基本公式。3．學(xué)會利用復(fù)數(shù)積分法和矢量圖解法求解多縫夫瑯禾費(fèi)衍射問題。4．學(xué)會求解色散本領(lǐng)、色分辨本領(lǐng)和閃耀光柵問題。第六章全息照像（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．全息照相的過程與特點(diǎn)2．全息照相的原理教學(xué)要求1．了解本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本光學(xué)現(xiàn)象。2．理解和掌握本章教學(xué)內(nèi)容中涉及的基本概念和基本公式。第七章光在晶體中的傳播（8學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容1．雙折射2．晶體光學(xué)器件3．圓偏振光和橢圓偏振光的獲得和檢驗(yàn)4