《光学a》课程教学大纲

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1、《光学A》课程教学大纲课程名称：Optics课程编号：132016总学时数：80学时讲课学时：64学时实验学时：16学时学分：5学分先修课程：高等数学、力学、热学、电磁学教材：姚启钧原著，光学教程（第三版）.北京:高等教育出版社2002.7参考书目：赵凯华钟锡华，光学．北京：北京大学出版社，1984.1刘坤英范汝盐主编，光学.北京：中国科学技术出版社，1994.8《课程内容简介》：《光学》课程内容包括：几何光学及物理光学两大部分,以物理光学为主。物理光学分波动光学和量子光学两大板块，以波动光学为主。第一章主要讲述几何光学的基本原理及基本成像仪器。波动光学中首先设置波动光学通论一章，介绍

2、波的时空周期性及其数学描述，进而从波的叠加观点分析各种波的合成方式及其结果，从中引入偏振光的概念；最后系统讨论光在各项同性介质界面的反射与折射。然后分别以三章内容，系统而详尽的讲解光的干涉、衍射和偏振现象，说明其物理成因、数学处理方法、各种干涉、衍射图样的特征及形成条件，以及一些有关光学仪器及器件的原理和应用。第六章介绍光的吸收、色散和散射现象。第七章从经典物理处理黑体辐射时的困难入手引入光的量子性，进而介绍支持光的量子性的一系列实验，深化对光的本性的认识，并以光的波粒二象性对全书的基本观点进行总结。一、课程性质、目的和要求《光学》是为物理系本科生物理学专业学生开设的一门必修基础课。是

3、培养物理专业人才的专业课程之一，在教学培养计划中列为主干课程。通过本课程的学习，使学生逐步掌握波动光学，几何光学及量子光学的基本原理及研究有关问题的思路和方法，在获取知识的同时，学生建立物理模型的能力、定性分析、估算与定量计算的能力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力获得同步提高与发展。开阔思路，激发探索和创新精神，增强适应能力，提升其科学技术的整体素养。通过本课程的学习，使学生掌握科学的学习方法和形成良好的学习习惯，养成辩证唯物主义的世界观和方法论。通过本门课程的学习，使学生系统地掌握有关光学的基本概念、基本规律和基本的计算方法，培养学生分析和解决问题的能力，为学习后续课程以及今

4、后的工作打下基础。通过本课程的学习，应使学生达到如下要求：（１）掌握光学的基础理论、基础知识、基本技能和光学的整体结构。并初步具备近代光学及其应用的物理基础。　（２）“光学”的内容和思想方法有很多的物理精髓，可以通过多媒体教学、启发式教学、实验研究、科研训练等教学形式启发引导学生学习，有效地提高学生的科学素质和创新能力。（３）光的波粒二象性以及“光是什么？”是学习光学的主线，能使学生用全面的、发展的观点认识光的本性。（４）了解熟悉光学与其他相关学科的关系，并适当地接触一些相关的物理前沿，如光纤通信、激光全息、非线性光学、光电子学、量子计算机等，为从经典物理向近代和现代物理过渡奠定相应的

5、基础。二、教学内容、要点和课时安排《光学》授课课时分配表章节讲课习题课讨论课实验其他合计绪论1学时1学时1、光的干涉8学时2学时4学时14学时2、光的衍射8学时2学时4学时14学时3、几何光学基本原理8学时2学时4学时14学时4、光学仪器基本原理4学时2学时6学时5、光的偏振8学时2学时2学时12学时6、光与物质的相互作用4学时4学时7、光的量子性8学时2学时2学时12学时8、现代光学基础简介激光选讲3学时3学时合计80学时本课程的教学内容共分八章：绪论1、内容：（1）光学课程的属性、地位、作用　（2）光学课程的内容、特点及学习方法　（3）光学发展简史及其展望　2、目的要求：（1）明确

6、为什么要学习光学？怎样学好光学？（2）了解光学课程的内容、特点。（3）对光学学科的构成与展望有一框架了解，从而奠定学好光学的思想基础。第一章光的干涉1.光波的电磁理论基础　　光波的数学描述2.光的干涉现象，光的相干与非相干迭加　位相差与光程差　相干条件3.分波面双光束干涉：杨氏双缝干涉　菲涅尔双镜干涉　劳埃镜干涉半波损失4.干涉的可见度　时间相干性　空间相干性5.菲涅耳公式及应用6.分振幅薄膜干涉：等倾干涉　等厚干涉　7.干涉应用：迈克尔逊干涉仪　牛顿环　增反膜与增透膜教学重点、难点及要求:1、光的干涉表明了光的波动性，理解并掌握相干与非相干迭加、相干的条件。2、学会运用位相差、光程差

7、及其关系解题。3、掌握分波面干涉的光强分布规律、干涉条纹的特征及有关计算；注意劳埃镜干涉中的半波损失。4、了解时间相干性和空间相干性对干涉条纹可见度的影响。5、理解菲涅耳公式的意义、作用。6、掌握分振幅薄膜干涉的光强分布规律，等倾干涉、等厚干涉条纹的特征、额外光程差。7、掌握迈克尔逊干涉仪、牛顿环、增反膜与增透膜等问题的分析计算。第二章光的衍射１．光的衍射现象：近场衍射　远场衍射　衍射的实质　惠更斯-菲涅耳原理２．菲涅耳衍射：圆孔衍射　园屏衍射