光学教学大纲.doc

《光学》教学大纲 课程编号：102106 课程名称：光学 英文名称：Optics 学分：4 总学时：72 实验（上机）学时： 适用年级专业（学科类）：物理专业及相关专业,二年级第一、二学期 一、课程说明 （一）编写本大纲的指导思想 为适应我校学分制教学计划的要求，体现科学性、思想性和实践性的基本要求，建立严谨的教学体系，特制定本大纲。 （二）课程目的和要求 光学是普通物理中一个重要组成部分.通过本门课程的教学，使学生系统地掌握光的基本性质,基本原理和基本知识。培养学生分析问题和解决问题的能力，本门课程一方面为后继课程的学习和专业训练提供必要的准备，另一方为学生将来从事科学研究,教学和其他工作打下良好的基础。作为物理学的基本课程，应着重要求学生掌握物理学的基本概念和基本规律,使学生建立起鲜明的物理图象。 在教学中，还应通过分析、概括丰富的自然现象,联系科学发展和生产实际中的有关事例,注意采用演示实验、多媒体教学等手段，以及加强习题运算,课堂讨论等多种形式,贯彻理论联系实际的原则.了解光学的必威体育精装版发展，体会到综合运用基础物理学知识联系实际、思索问题和解决问题的乐趣。 （三）教学的重点、难点： 重点:共轴球面组成像 光的干涉、衍射和偏振的基本原理及典型应用。 难点:运用菲涅耳公式解释半波损失问题 偏振光的干涉 旋光现象解释。 （四）知识范围及与相关课程的关系 本课程研究光的传播规律以及光和物质相互作用问题. 学习本课程，应具备高等数学、力学及电磁学的基本理论。同时本课程又与原子物理、电动力学、量子力学、激光原理、光纤通信、信息光电子学等后继课程有密切关系。 （五）教材及教学参考书的选用 1、《光学》(上、下册), 赵凯华 钟锡华,北京大学出版社，1996第五次印刷； 2、《光学》，易明，高等教育出版社，1999年10月第一版； 3、《光学》，章志鸣 沈元华等，高等教育出版社，1995年5月第一版； 4、《光学》，王楚 汤俊雄，北京大学出版社，2001年7月第一版； 5、《光学》，母国光 战元令编， 人民教育出版社， 1979。 6、《光学题解指导》，钟锡华 骆武刚编著， 电子工业出版社， 1985； 7、《Optics》，E.Hecht,A.Zajac，Addision-Wesley Publishing Company，1974. 8、《光学教程》，姚启钧，高等教育出版社，1986。 二、课程内容 绪 论 教学目的和要求: 了解光学的发展和光的本性问题 课程内容 ： 光的本性 光源和光谱 光学的研究对象、分支与应用。 学时: 2学时 主要教学环节的组织:课堂教学 第一章 几何光学 教学目的和要求: 掌握几何光学的基本规律. 理解惠更斯原理和费马原理,掌握光程的概念. 掌握共轴球面组和薄透镜成像的物象关系公式及作图法. 深入理解共轴理想光具组基点和基面的物理意义,掌握其作图法. 了解各光学仪器的特性. 课程内容: 几何光学基本定律 惠更斯原理 费马原理 共轴球面组傍轴成象 理想光具组理论 光学仪器 光度学基本概念 学时：9学时 主要教学环节的组织:课堂教学和讨论 思考题: 为什么透过茂密树叶缝隙投射到地面的阳光形成圆形光斑?你能设想在日偏食的情况下这种光斑的形状有变化吗? 惠更斯原理是否适用于空气中的声波?你是否期望声波也服从和声波一样的反射和折射定律? 若光线1,2相交于P点,经过一理想光具组后,它们的共轭光线是否一定相交? 凸透镜是否一定为会聚透镜? 一般说来, 理想光具组能保持不与光轴垂直的平面内几何图形的相似性吗? 为什么？ 调节显微镜时镜筒作整体移动,而不改变筒长, 调节望远镜时,需要调节目镜和物镜的距离? 第二章 波动光学基本原理 教学目的和要求: 掌握平面波和球面波的特点及其复振幅描述. 理解波前的概念. 掌握光的相干条件,双光束干涉的光强分布公式及其特点. 理解惠更斯-菲涅耳原理以及菲涅耳积分表达式的意义. 掌握菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射的半波带法以及矢量图解法,能解释其主要衍射特征, 掌握菲涅耳波带片在轴上的光强分布特点. 掌握夫琅和费单缝和矩孔衍射强度分布公式及单缝衍射因子的特点. 了解瑞利判据及其应用. 了解五种偏振光, 掌握布儒斯特定律. 了解菲涅耳公式及光在电介质表面反射和折射的主要性质. 掌握马吕斯定律. 课程内容: 定态光波和复振幅描述 波前 波的迭加和波的干涉 两个点源的干涉 惠更斯-菲涅耳原理 菲涅耳衍射 夫琅和费衍射 光学仪器的像分辨本领 光的横波性和五种偏振态 菲涅耳公式及光在电介质表面反射和折射的主要性质 学时：20学时 主要教学环节的组织:课堂教学 课堂讨论 演示实验 小测验 思考题: 1.比较球