现代光学基础教学大纲

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1、现代光学基础（FundamentalsofModernOptics）（学时50）一、简要说明本大纲是根据福建农林大学本科培养计划面向电子科学打技术本科专业及相关专业制定的教学大纲，总学时为50,总学分为3学分。课程类别是：专业棊础课。二、课程的性质、地位和任务木课程以波动光学为基础，系统而深入地论述了从经典波动光学到现代变换光学所包括的基木概念和棊本规律，全面而细致地分析了典型光学现象及其重要应用，反映了光学在诸多方面的新进展。通过本课程的学习，使学生系统和全面地掌握波动光学的基本理论、研究方法和实际应用，为学习与光学相关的其它专业课打下基础。三、教学基本要求和方法教学内容

2、的基木要求分三级:掌握、理解、了解。掌握：属较高要求。对于要求掌握的内容（包括定理、定律、原理、物理意义及适用条件）都应比较透彻明了，并能熟练地用以分析和计算与工科木科水平的有关问题，对于那些由基本定律导出的定理要求会推导。理解：属一般耍求。对于要求理解的内容（包括定理、定律、原理、物理意义及适用条件）部应明了，并能用以分析和计算与工科木科水平的有关问题，对于那些由基木定律导出的定理不要求会推导。了解：属较低要求。对于要求了解的内容，应知道所涉及问题的现彖和有关实验，并能对它进行定性解释，还应知道与问题直接冇关的物理量和公式等的物理意义1、基本要求要求学生较系统、全而的掌握

3、光学设计理论和设计方法、了解光学材料及其加工要求。2、教学方法采用理论和实际、传统教学与现代教学技术相结合的办法进行教学。四、授课教材及主要参考书目教材：钟锡华主编.现代光学基础.北京大学出版社出版,2003.参考书：1、赵凯华、钟锡华编•光学•北京大学出版社岀版,1984.2、羊国光、宋菲君编.高等物理光学•中国科技大学出版社出版,1989.3、姚启钧编.光学教程.北京:高度教冇出版社出版,2002.五、学分和学时分配章内容学吋内容学吋—费马原理与变折射率光学3六傅里叶变换光学与相因了分析法7二波动光学引论11七光全息术5三介质界面光学与近场光学显微镜5八吸收・色散・散射

4、4四干涉装置与光场时空相干性8五多元多维结构衍射与分形光学7合计50六、教学主要内容及学时分配（50学时）笫一章费马原理与变折射率光学（3学时）1、ri的耍求：本章以费马原理作为光线光学的理论基础来分析光线径迹。耍求掌握惠更斯原理，折射率，光程，光线在介质中传播的费马原理，以及在变折射率介质中建立和求解光线方程或光线径迹的方法；理解费马原理与成像的关系；了解费马原理的应用实例。2、要点：第一节惠更斯原理1.原理内容2.评价3.导出折射定律4.折射定律与光速比第二节折射率1.定义2.夫琅禾费谱线3.色散4.正常色散5.折射率与光速比6.折射率M波长比笫三节光程1.定义2.光程

5、与相位差3.光程与时差4.反射光束、折射光束的等光程性第四节费马原理1.表述2.数学表达式3.导出反射定律4.导出折射定律笫五节费马原理与成像1.物像等光程性2.导出球而折射傍轴成像公式3.反射等光程面4.齐明点5.阿贝正弦定理第六节口然变折射率1.海市蜃楼2.沙洲神泉3.大气电离层4.声线弯曲-夜半隔山钟第七节人工变折射率强光变折射率1.阶跃型光纤2.梯度型光纤3.口聚焦为口散焦笫八节光线议程1.特殊情况2•导出聚光纤维子午光线的径迹笫九节评述费马原理第二章波动光学引论（11学时）1、目的要求：本章学习光的波动性及具相关现象和原理。要求掌握光波的电磁性质、定态光波、复振幅

6、描述、光波干涉引论；理解光波的数学描写及波前分析方法；了解偏振光引理,部分偏振光的部分相干性。2、要点:笫一节光是一种电磁波1.特定波段的电磁波2.主要的电磁性质3.光强4.白然光的偏振结构笫二节定态光波复振幅描述1.定态波与脉冲波2.定态光波的标址表示3.波函数的复数表示4.复振幅概念5.平血波复振幅及其特点6.球面波复振幅及其特点7.光强与复振幅的关系第三节波前函数1.广义波前概念2.波前光学概述3.平面或球面波前函数及具共轨波前第四节球而波向平而波的转化1.概述2.傍轴条件或振幅条件3.远场条件或相位条件4.两个条件的比较第五节光波干涉的引论1.波叠加原理2.波叠加的

7、相干条件及其针对性3.双光朿T涉强度公式4.干涉场的衬比度第六节两个点源的干涉场杨氏实验1.光波叠加的特殊性2.相位随机波和振幅随机波3.关注四个时间尺度4.杨氏双孔干涉实验1.干涉条纹间距公式2.杨氏T•涉实验的经典意义和现代意义第七节两束平行光的干涉场1.于涉条纹间距公式2.空间频率概念3.两种典型光路笫八节光波衍射引论1.光波衍射现彖2.恵更斯-菲涅耳原理及具数学形式3.基尔霍夫衍射积分公式4.慕尔霍夫边界条件与傍轴衍射积分公式5.衍射系统及其分类6.衍射巴比涅原理笫九节圆孔和圆屏菲涅耳衍射1•衍射图样及其特