《X 射线光学器件与应用》教学大纲.pdf

《X 射线光学器件与应用》教学大纲 一、课程基本信息 X 射线光学器件与应用/X-Ray 课程名称/英文 Optics ：application 课程代码: PHYS2303 名称: engineering 课程层次: 本研一体课程 学 分/学 时: 2/32 主要面向专业: 物理学 授课语言: 中英文 普通物理以及建议修过以下专 建议先修课程说 业课程的两门：光子科学导 先修课程: 无 明: 论、光子物理基础、应用光 学、现代 X 射线物理基础。 开课单位: 物质科学与技术学院 课程负责人: 二、课程简介 “X射线光学器件与应用”是光子科学系列课程之一，为一门针对 X 光操控的特色性课程。面向 有一定光学或光学工程基础的物理、材料等专业的高年级本科生和研究生而开设的，课堂教学与 实践实验相结合的专业基础课。针对先进同步辐射光源、高重复频率自由电子激光装置中光束线 站设计建设运行中的实际问题，本课程主要基于 X 光操控系统，即光束传输、光束调控、光束诊 断与光束探测，以核心光学元器件为主线，阐述连接先进大装置光源产生和前沿科学实验之间的 “桥梁”作用。理解基本 X 射线反射、折射、衍射等类型的光学器件原理，初步掌握 X 射线光学 系统及元器件的设计方法等。 三、课程教学目标 知识认知能力：能通过 X 射线光学系统介绍及其应用分析，深入浅出地解释如何利用先进光子大 科学装置这种 “神奇的光”的疑惑；能通过核心光学元器件进行X 射线反射、折射、衍射原理的 理解，掌握相应的元器件设计方法；针对 X 射线光学元器件的应用，理解其加工制备、集成调试 的基本知识，以及掌握光学元件面形、光学器件调控精度及误差的分析方法。 综合素质能力：通过光学器件应用所涉及的 “光机电算”集成技术讲授，能够根据实验需求怎样 设计、运用 X 射线光学系统和器件的分析问题、解决问题的能力，培养创造性的器件设计、创新 性的仪器集成方法的能力，为逐步解决我国目前大科学装置核心器件、关键仪器依赖进口的短板 257 打下牢固基础。课程主要以基本原理以及实际应用为出发点，以解决具体应用的实现方法为主 线，梳理解决问题的进展以及发展方向，并结合 X 光操控案例，力图将实现传输、调控、诊断的 抽象、 “冰冷”的器件及仪器的功能实现等，形象地表述出来，培养进行主动的思维训练。 四、课程教学方法 课堂教学：采取讲授、讨论、报告相结合的形式。讲授 X 射线反射、折射、衍射元器件基本原理 以及光学系统的设计方法；根据基本原理、设计方法的课后作业碰到的问题进行讨论；结合具体 案例的设计、模拟进行报告并展开讨论，做到学以致用。 演示实验：利用实验室条件进行 X 光操纵或光学系统的演示实验，以加深对课堂教学内容的理 解，并培养对课程的兴趣以及尽可能地让学生自己动手合作完成实验。 实践教学：主要利用周边先进光源大科学装置以及 X 射线光学元器件制备等地合作单位，通过实 地参观、专家讲解，现场教学相结合，进一步加深对所学知识的理解和运用。 五、课程教学内容与安排 主要教学内容 教学方法 章节名称 教学周 学时安排 （主要知识点） （仅列名称） 第 1 章