2020015 工程光学(中英文)(2011)

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1、天津大学《工程光学Ⅰ》课程教学大纲课程代码：2020015课程名称：工程光学Ⅰ学时：48学分：3学时分配：授课：48上机：实验：实践：实践（周）：授课学院：精仪学院更新时间：2011年12月适用专业：生物医学工程先修课程：高等数学，大学物理一、课程的性质与目的本课程是一门基础课，主要讲授几何光学、物理光学和现代光学方面的基本理论、基本方法和典型光学元件、系统实例及应用。通过本课程的学习，学生应能理解光的本质特性，了解各种光学现象及对应的基本原理，熟悉常见光学元件和典型系统，为学习生物光子学、医用光学

2、仪器和从事光学研究打下坚实的基础。二、教学基本要求任课教师应尽可能充分利用多媒体课件、课程网站等现有教学资源，根据实际条件开展不同程度的双语教学实践；课堂教学后，要留一定数量的作业题，并坚持批改1/3，以利掌握学生的学习情况；学生应按要求参加全部的课堂教学活动，按要求完成作业；参加期末考试，获得该课程学分。通过本课程的学习,要求达到:1．系统掌握几何光学的基础理论，包括基本定律、成像相关表述、理想光学系统理论。2．掌握典型的光学系统，包括放大系统、显微系统和望远系统。3．掌握光的电磁理论及光波叠加的

3、相关知识。4．掌握光的干涉、衍射、偏振的理论和计算。5．了解现代光学系统。三、教学内容绪论1．学习《工程光学》的意义和重要性（光学发展的历史，对国民经济发展的重要作用，光学在生物医学工程领域的应用）2．本课程的性质、任务和内容3．学习的基本要求、教学环节和学习方法第1章几何光学基本定律与成像概念1．几何光学基本定律：1）光的直线传播定律2）光的独立传播定律3）反射定律和折射定律（全反射及其应用）4）光路的可逆性5）费马原理（最短光程原理）6）马吕斯定律：2．完善成像条件的概念和相关表述3．应用光学中

4、的符号规则，单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴）4．单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率γ、拉赫不变量等公式。5．球面反射镜成像公式6．共轴球面系统公式（包括过渡公式、成像放大率公式）第2章理想光学系统1．共轴理想光学系统的成像性质2．无限远的轴上（外）物点的共轭像点及光线、无限远的轴上（外）像点的对应物点及光线的性质，物（像）方焦距的计算公式3．物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质4．图解法求像的方法5．解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）6．理想光

5、学系统的放大率概念及公式第3章光学系统中的光束限制1．孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系2．视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系3．渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义及渐晕光阑和视场光阑的关系4．望远系统的基本结构、成像关系和光束限制5．显微系统的基本结构、成像关系和光束限制，物方远心光路原理6．场镜的定义、作用和成像关系第1章典型光学系统1．正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，校正非正常眼的方法，眼睛调节能力的计算2．视觉放大率的概念、表达式及其意义，与光学系统角放大率的异同点3

6、．放大镜的视觉放大率4．显微镜系统的概念和计算公式5．望远系统的概念和计算公式第2章光的电磁理论基础1．光的电磁性质2．光在电介质分表面上的反射和折射3．光在金属表面上的反射和折射4．光的吸收、色散和散射5．光波的叠加第3章光的干涉1．干涉现象和形成干涉的条件2．杨氏干涉实验3．干涉条纹的可见度4．平板的双光束干涉5．典型双光束干涉系统及其应用第1章光的衍射1．光波的标量衍射理论2．惠更斯原理和夫琅和费衍射公式3．矩孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析4．单缝夫琅和费衍射的光强分布公式和衍

7、射条纹性质分析5．圆孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析，成像系统的分辨本领6．衍射光栅第2章光的偏振1．偏振光概述2．光在晶体中的传播3．晶体光学性质的几何表示4．光波在晶体表面上的反射和折射5．晶体偏振器件第9章现代光学系统1．激光光束与普通光束的异同点，在激光聚焦和准直系统中使用之透镜的特点和作用2．傅立叶变换系统的工作原理，物镜的设计要求和校正像差要求3．光纤的传光特性及其分类四、学时分配教学内容授课上机实验实践实践(周)第1章几何光学基本定律与成像概念　4　　　　第2章理想光学系

8、统　6　　　　第3章光学系统中的光束限制4第4章典型光学系统　8　　　　第5章光的电磁理论基础　6　　　　第6章光的干涉　8　　　　第7章光的衍射　6　　　　第8章光的偏振　4　　　　第9章现代光学系统2　　　　　　　　　　总计：　48　　　　五、评价与考核方式平时20%（出勤、作业、随堂测验等）考试80%六、教材与主要参考资料1.工程光学，郁道银、谈恒英主编，机械工业出版社，20062.工程光学，张凤林、孙学珠主编，天津大学出版社，19883.Principleso