课程教学大纲西南科技大学理学院.doc

《基础光学》课程教学大纲 （Basic Optics） 课程编号： 163990240 学 分： 3.5 学 时： 56 （其中：讲课学时：56 实验学时：0 上机学时：0 ） 先修课程：普通物理、应用物理、专业本科生“光电信息科学与工程”教学指导分委员会光学是普通物理学的一个重要的组成部分，是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科，它和、后继课程有密切的联系，它又是一门应用性很强的学科。激光的出现和发展使光学的研究进入了一个崭新的阶段，更加扩大了光学在高科技领域、生产和国防上的应用。光学的发展也是人们认识客观世界的一个重要组成部分，它有助于学生辩证唯物主义世界观的培养。光的干涉光的电磁理论；光波的独立性、叠加性、相干性；干涉的必要条件和附加条件；光程；位相差与光程差的关系；干涉条纹的极值条件；普通光源发光机制；分波前获得双光干涉（杨氏实验、菲涅耳双镜、洛埃镜等）条纹的特征；分振幅获得双光干涉（等倾、等厚）条纹特征；半波损失及引起的附加程差；迈克尔逊干涉仪、牛顿环、劈尖干涉的应用；增透膜、增反膜的原理和应用。 等倾干涉和等厚干涉的，光波波长范围、频率范围、相干叠加光强分布公式、干涉条纹的极值条件、杨氏型双缝干涉位相差公式、强度分布公式、条纹分布的特点、分振幅双光干涉位相差公式和条纹特点。 迈克尔逊干涉仪工作原理、薄膜干涉附加程差的判断、双光干涉光强分布的物理意义、牛顿环的形成、干涉的应用运用分波前双光干涉测量介质折射率和厚度，运用薄膜干涉测量长度微变量，运用迈克尔逊干涉仪测量光波长、折射率、波长差，运用干涉确定平面和球面的质量结合几何光学成像原理获得各种分波前干涉，结合衍射和偏振的干涉，结合实际的薄膜设计迈克尔逊干涉仪测等倾干涉和等厚干涉的基本概念及其应用，了解条纹定义域和额外程差的形成条件光的衍射 (学时) 光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳半波带菲涅耳衍射（圆孔和圆屏）夫琅和费衍射（单逢和圆孔）平面衍射光栅晶体对伦琴射线的衍射光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理夫琅和费衍射平面衍射光栅惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳半波带平面衍射光栅 2、领 会：基本原理和方法等 3、简单应用：要求学生学习后能回答或解决的简单问题等 4、综合应用：要求学生学习后能回答或解决的较复杂的问题等 [实践与练习] 根据实验室已有条件，建议开设夫琅和费衍射惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳衍射（圆孔和圆屏）夫琅和费衍射平面衍射光栅几何光学基本原理 (10学时)光在平面界面的反射和折射光在球面上的反射和折射光连续在几个球面上的折射薄透镜理想光具组基点和基面理想光具组的作图求像法光在球面上的反射和折射薄透镜理想光具组的作图求像法光连续在几个球面上的折射理想光具组基点和基面 2、领 会：费马原理、惠更斯原理的物理本质；物象共轭和虚实关系；符号法则；透镜的成像规律；作图求像方法 3、简单应用：运用几何光学基本原理解释相关现象 4、综合应用：要求学生能回答或解决的较复杂的问题、用作图法能找出光具组成的像等 [实践与练习] 根据实验室已有条件，建议开设薄透镜焦距的测定及光具组基点的测定实验，作业就以课后练习题为主，会从中选取几道和知识点相关的，除了作业还给出了本章的习题，以填空、判断和选择题为主。 [考核要求] 1、费马原理、基本概念和定律； 2、光在球面上的反射和折射薄透镜理想光具组基点和基面光学仪器的基本原理 (学时)人的眼睛助视仪器（放大镜、显微镜和望远镜）的放大本目镜光阑和光瞳光度学的基本概物镜的聚光本领助视仪器和分光仪器的分辨本领助视仪器（放大镜、显微镜和望远镜）的放大本目镜物镜的聚光本领助视仪器的分辨本领球差和色差及其矫正方法助视仪器人眼结构特征、简化眼的物理参数、非正常眼的校正；放大镜、惠更斯目镜、冉斯登目镜、显微镜、望远镜等仪器的结构及其光路图；各种光学仪器的放大本领、分辩本领、聚光本领；有效光阑、视场光阑、入射光瞳、出射光瞳、入射窗、出射窗、球差、慧差、象面弯曲、象形畸变、色差；辐射通量、光通量、发光强度、亮度、照度等光度学基本概念及其单位；颜色的三要素、三原色、颜色的组合及应用等光度学的基本概念。 显微镜、望远镜的工作原理、光阑的功能、象差的成因、非正常眼的校正原理、光度学的物理量的意义、色度学的物理量的意义。 分析各种光学仪器的放大本领、分辩本领，人眼的校正计算，光度学的简单计算。各种光学元件组合效果（成像的性质、放大本领、分辩本领、聚光本领、光阑的应用、像差的考虑，光度学的考虑）。 视仪器的三个本领光数值孔径和相对孔径的意义光的偏振(8学时) 自然光和偏振光偏振光和部分偏振光光通过单轴晶体时的双折射现象光在晶体中的波面及其传播方向反射和折射时的偏振状态布儒斯特定律 马吕斯定律偏振件椭圆偏振