大学物理光学教学的现状与思考

《大学物理光学教学的现状与思考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大学物理光学教学的现状与思考　　在大学物理教学中唯有光学教学知识结构复杂，下面是小编搜集的一篇大学物理光学教学现状研究的论文范文，欢迎阅读借鉴。　　一、概述　　物理学作为自然科学的带头学科，是当代科学技术发展的最重要基础，而大学物理课程又是国内高校理工科专业的基础必修课程。它所阐明的物理学知识、基本概念、定理规律和研究方法，不仅是学生继续学习专业课程和其他科学技术的基础，也是培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科技创新能力的重要途径。湖北大学的大学物理课程作为一门公共基础课程，面向全校理工科专业大学一年级的学生，采用的是马文蔚主编的《物理学》(第五版)教材，其中包含了力

2、学、电磁学、振动和波、光学、热学和近代物理学六个部分的内容，而对光学教学的探究和思考正是我在这篇文章中所要重点阐述的。　　二、大学物理光学教学的现状　　(一)大学物理光学的知识特点　　在马文蔚《物理学》(第五版)的教材中，光学的内容被设置为第十一章，主要涉及到波动光学的知识，分为干涉、衍射和偏振三个部分，每个部分中都有几种具体光学现象的介绍，如干涉中的杨氏双缝干涉、劳埃德镜、薄膜干涉、劈尖和牛顿环，衍射中的单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射和X射线衍射，偏振中的偏振片、反射光与折射光的偏振、双折射现象。比起高中物理的光学中直接引入公式的简单描述来，大学物理中对光学的描述显然增添

3、了更多的推导和论证，比如薄膜干涉公式的推导，就加入了许多几何光学的知识，而单缝衍射公式的推导，又是以着名的菲涅尔半波带法为基础的，另外像光程和光程差概念的引入，也为光在不同介质中传播所引发的干涉现象，如薄膜干涉，劈尖干涉等提供了理论基础。但毕竟这是面对全校非物理专业理工科学生开设的课程，所以在教学过程中，又不能和物理学专业的光学课程一样深入，像多光束干涉、法布里-珀罗干涉仪、菲涅尔衍射、圆偏振光和椭圆偏振光的获得与检验、偏振光的干涉等较难知识点都没有涉及到，而凡是涉及到高等数学微积分和数学物理方程的内容也统统予以简化，要求降低到只需掌握初等数学的知识便能读懂本章的所有内容

4、。这也需要大学物理的主讲教师在讲述过程中必须对概念和知识点做到深入浅出，尽可能方便于学生的理解和掌握。　　(二)教学对象所面临的困惑　　在大学物理教学中唯有光学教学知识结构复杂，虽然分为干涉、衍射和偏振三个板块，但每个板块中知识点众多，内容也相对分散，单以干涉而言，就有着杨氏双缝干涉、劳埃德镜、薄膜干涉、劈尖和牛顿环干涉以及迈克尔逊干涉仪这六个大的知识点，而衍射中又有单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射和X射线衍射四个大的知识点，每种干涉和衍射都要分析它们的衍射现象以及明纹暗纹条件和位置，公式众多，物理量繁杂，而且有的公式相似度颇高，容易混淆，这也为学生的理解和记忆增添了不小的困

5、难。为了消除教学对象所面临的这些困惑，我们可以对光学教学进行如下改进。　　三、大学物理光学教学的探究与思考　　(一)要求学生深入理解每种光学现象的内涵　　在学习每种光学现象的时候，我们除了要求学生记住明纹暗纹公式外，还需要求他们能够深入理解现象及公式背后的物理内涵。比如学习劈尖和牛顿环干涉时，我们就要抓住两者都是等厚干涉的这一共性，利用等厚线与干涉条纹相一致的特点，通过角度θ、折射率n等参数的动态变化来判断其干涉条纹的移动。　　具体到课后习题11-3(见图1)，本题看上去并不像劈尖干涉，但仔细一考虑，其薄膜厚度的变化却同劈尖干涉一样，都是线性增长，而一头一尾的

6、空气厚度差正好是两个滚柱的直径差，所以利用相邻明纹对应的介质厚度差为λ2n这一等厚干涉所通用的规律，只要总厚度差不变，干涉条纹的数目也不变，而滚柱之间的距离L又变小，所以相邻干涉条纹之间的间距显然是变小的，于是本题的正确答案为C(数目不变，间距减小)。【1】　　再比如在学光栅衍射的时候，我们需要抓住光栅方程dsinθ=±kλ(k=0,1,2)中

7、sinθ

8、燮1的特点，得出屏幕上可以见到的最大条纹级数只能是光栅常数与光波长比值dλ的值，然后对其取整数。于是对于课后习题11-5波长的单色光垂直入射

9、于光栅常数d=1.010-4cm的光栅上，可能观察到的光谱线最大级次为多少,显然答案应该是1.82取整数而不是四舍五入，所以最后可以看到的最大级次为1,选D.　　(二)加强知识点之间的有机联系　　在教学过程中，你完全可以将几个知识点通过某一个关键点连成一条线。比如干涉和衍射这两大知识板块，乍一看似乎是相互独立的，其实干涉与衍射，在物理本质上并无区别，仅由于历史的原因以及处理相干光波叠加的方法不同，才分为干涉和衍射。通常把有限数目的分立相干光源的光波叠加称为干涉。叠加后发生能量在空间的重新分布，此时的能量(强度)分布图样叫做干涉