光学（本科）教学计划纲要2

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1、光学（本科）教学计划纲要一、教学大纲1、教学目的和要求本课程是以光的传播、光的本性和光与物质的相互作用为主要内容，是普通物理学的一个必要的组成部分，是学习近代物理、理论物理等后继课程必备的基础知识。光学与科学技术其它领域的发展密切相关，对科学技术和国民经济的发展有着重要作用。光学的发展历史也是人类唯物地认识客观世界的过程，因而学习光学也有利于培养辩证唯物主义世界观和科学的方法论。通过学习本课程要求达到：1)牢固掌握几何光学的基本概念和成像规律，熟悉典型光学仪器的基本原理包括放大本领、聚光本领、分辨本领。2)运用波动概念分析、解释光的干涉、衍射、偏振现象，了

2、解这些现象的应用，明确认识光的电磁本性。3)了解光和物质相互作用的基本现象和规律，掌握光的量子本性的主要实验证据。4)初步了解激光产生的原理、特点和激光器，了解现代光学的新成就及发展趋势。5)掌握几何光学和波动光学处理光学问题的方法，训练分析解决问题的能力。6)具备独立分析和处理光学教学和应用问题的能力。2、选用教材赵凯华编面向21世纪教材新概念物理学教程《光学》高等教育出版社2004年3、教学内容0绪论0.1光学发展简史0.2光学的研究对象和方法1几何光学的基本原理1.1几何光学的基本定律1.2光程费马原理1.3发光点单心光束实像和虚像实物和虚物1.4光

3、在平面上的反射和折射全反射光学纤维光在棱镜主截面内的折射棱镜的最小偏向角1.5光在球面上的反射和折射符号法则理想成象的条件作图求像法1.6光在两个和连续多个球面界面上的折射1.7透镜薄透镜的成象公式1.8理想光具组理想光具组的基点和基面2光学仪器的基本原理2.1眼睛2.2放大本领放大镜和目镜2.3显微镜、望远镜和照相机的放大本领2.4光栏光瞳2.5光度学量2.6物镜的聚光本领显微镜、望远镜和照相机的聚光本领3光的干涉3.1光的电磁理论3.2光波的叠加性和相干性相干条件3.3干涉花样的形成干涉条纹的可见度3.4分波面干涉――典型的实验装置位相突变3.5分振幅

4、干涉――薄膜干涉（等厚干涉和等倾干涉）3.6迈克尔逊干涉仪3.7空间相干性和时间相干性3.8多光束干涉法布里－珀罗干涉仪3.9干涉现象的应用――牛顿环4光的衍射4.1光的衍射现象衍射的特征和分类4.2惠更斯－菲涅耳原理4.3菲涅耳圆孔衍射波带片4.4夫琅和费单缝衍射、圆孔衍射4.5光学仪器的分辨本领瑞利判据人眼、助视仪器的分辨本领4.6平面衍射光栅4.7X射线衍射5光的偏振5.1偏振现象与光的横波性自然光与平面偏振光部分偏振光偏振度5.2反射、折射时的偏振现象布儒斯特定律5.3偏振仪器马吕定律偏振仪器的起偏和检偏作用5.4光通过单轴晶体时的双折射现象光轴与

5、主截面o光和e光5.5光在单轴晶体中的传播惠更斯波面作图法5.6波晶片椭圆偏振光和圆偏振光偏振光的检定5.7偏振光的干涉及应用6光的量子性6.1热辐射基尔霍夫定律6.2绝对黑体绝对黑体辐射定律6.3能量子普朗克黑体辐射公式6.4光电效应光子爱因斯坦光电效应方程6.5康普顿效应6.6波粒二象性7现代光学简介7.1激光概述7.2激光的基本原理亚稳态能级受激辐射粒子数反转光振荡7.3全息照相的基本原理7.4非线性光学、信息光学简述二、主要参考教材或讲义赵凯华著，“面向二十一世纪课程教材”《光学》（高等教育出版社）田家金编“光学讲义”姚启钧原著，华东师大《光学》教

6、材编写组改编《光学教程》高等教育出版社1989年赵凯华，钟锡华编《光学》上、下册北京大学出版社1984年E.赫克特，A.赞斯著秦克诚等译《光学》人民教育出版社1979年（上册）、1980年（下册）田兴时，林南英等编《光学》云南大学出版社1996年三、几点说明1．本纲要的体系按几何光学、波动光学、光和物质的相互作用三大部分的次序安排。波动光学是本科物理专业光学课的主体，应列作重点。几何光学从理论上看不过是波动光学在一定条件下的近似，但由于几何光学在处理问题时有独立于波动光学之外的实际意义，它又是学习光学方法的基础，因此对波动光学和几何光学这两部分的教学要求应

7、予并重。把几何光学放在最前面是从循序渐近出发，至于它和波动光学的关系，通过随后各章的学习是可以建立起完整概念的。2．鉴于学时较少的具体情况，光的传播速度，光的吸收、散射和色散这两个部分的内容本纲要中未列出，教学中可考虑增讲光的散射以便解释大气光学的一些现象。3．干涉、衍射、偏振等内容比较抽象，应注意配合使用课堂演示实验、计算机辅助教学课件。4．几何光学的成像计算、作图、成像规律的分析，波动光学中用光程差、光强公式分析干涉、衍射条纹的性质等内容要辅以习题课，加强训练。5．教学中，要注意介绍光学领域最新发展的基本情况。四、所需要的正常教学时数：72学时（见下表

8、）章次讲授课学时习题课学时备注绪论1一、几何光学基本原理152二、