物理学专业《光学》教学大纲

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1、《光学》课程教学大纲一、课程说明本课程总授课时数为64学,周学时4，学分4分，开课学期第三学期。1.课程性质：专业必修课光学是物理学专业本科生必修的基础课程。光学是物理学中最古老的一门基础学科，又是当前科学领域中最活跃的前沿阵地之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前途。学好光学，既能为物理学专业学生进一步学习原子物理学、量子力学、相对论、电动力学、现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程准备必要的前提条件，又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。通过本课程的教学，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和

2、前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。从兰州大学物理学院课程的整体设置出发，考虑到物理基地班与普通班的各自办学特点和人才培养的要求，对光学课程的教学内容进行适当的调整，适当压缩几何光学部分，删除原课程中与其他学科相重复的部分以及相对陈旧的内容，吸收利用最新科学研究成果，着重加强现代光学部分的讲授内容，并注意介绍光学研究前沿新动态，按照物理学近代发展的要求和便于学习的原则组织课程体系。通过本课程的教学，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。2

3、.课程教学目的与要求(1)了解光学发展的基本阶段，培养科学研究的素质，加深辩证唯物主义的理解。(2)了解光学所研究的内容和光学前沿研究领域的概况，培养有现代意识、有远见的新一代大学生。(3)掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法。(4)掌握处理光学现象及问题的手段和方法。培养科学研究的方法。(5)光学是当前科学领域中较活跃的前沿学科之一，它与科学和技术结合日益加强，在教学中要展现现代光学技术的成就。8(6)在教学中要注意培养学生严谨的治学态度，引导学生逐步掌握物理学的研究方法和培养浓厚的学习兴趣。(7)采取现代化教学手段，提高学生的学习积极性并发挥其主观能动性

4、，从而提高教学效果。(8)部分注明“*”的章节仅对基地班讲授或其他学生课外自主选择自学。3、教学大纲内容及学时分配章节标题课时数理论习题课总课时绪论光学的研究内容及光学发展史102第一章费马原理与变折射率光学617第二章波动光学引论12113第三章介质界面光学与近场光学显微镜617第四章干涉装置与光场时空相干性激光12113第五章多元多维结构衍射617第六章傅里叶变换光学与相因子分析方法617第七章光全息术101第八章光在晶体中的传播10111第九章吸收色散散射202机动202合计64872注：教学时数为64课时的，有些章节适当调整。4、使用教材与参考书《书名》作者出版社出版日期教材

5、《现代光学基础》第二版钟锡华北京大学出版社2012参考书《光学原理》第七版玻恩电子工业出版社2011《新概念物理教程光学》赵凯华高等教育出版社2004《光学》第二版崔宏滨，李永平，康学亮科学出版社2015《光学》郭永康高等教育出版社2005《光学》第三版蔡履中科学出版社2007《光学教程》姚启钧高等教育出版社20148《波动光学》冯国英,周寿桓科学出版社2015《工程光学》郁道银，谈恒英机械工业出版社2006《傅里叶光学导论》第三版J.W.Goodman著秦克诚等译电子工业出版社20115.课堂教学方法与手段(1)采用讲授、讨论和研究相结合的方法进行教学。(2)应用光学CAI课件进行

6、教学。6.课程考核方法与要求平时作业30%课堂练习及讨论10%期末考试(闭卷)60%二、课程内容与安排绪论[1学时][目的与要求]1、重点掌握光学的研究内容以及光学的研究方法；2、了解从五个时期来了解光学的发展史，并从中进一步体会光学的研究方法。§0-1光学的研究内容和方法§0-2光学发展简史萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期第一章费马原理与变折射率光学[6学时][目的与要求]1、深刻理解惠更斯原理和费马原理，并掌握从费马原理和惠更斯原理导出反射定律和折射定律；2、掌握单球面和薄透镜的物像公式和任意光线的作图成像法；3、重点掌握光程的概念及其物理意义；4

7、、掌握变折射率问题的分析方法及光线方程；§1-1几何光学的基本原理几何光学的三个基本实验定律，全反射、单球面成像、薄透镜成像等；§1-2惠更斯原理8§1-3费马原理§1-4光程§1-5自然变折射率§1-6人工变折射率强光变折射率§1-7光线方程第二章波动光学引论[12学时][目的与要求]1、重点掌握光波的平面简谐波和球面简谐波表示；2、着重阐明光的相干条件和及其两个补充条件，重点学习杨氏干涉实验及双光束干涉光强的几种表达形式；3、深刻理解惠更斯—菲涅耳原理