光学实验教学大纲
《工程光学》课程实验教学大纲.doc
北方民族大学教学进度计划表名称总时数讲课实验上机习题课程设计周学时考试/考查机动计划时数6454104考试2本课程教学目的与要求：木课程讲述工程光学的基础理论和实践中常用的光学系统。
学生应掌握光的电磁理论的基础知识和光学系统的集合系统的分析和计算。
掌握实验的基本技能和基本使用和操作技能。
必读书籍和参考书籍：一、教材：自编的《工程光学》实验指导书二、参考书：1石顺祥等著.物理光学与应用光学.西安：西安电子科技大学出版社,20002梁栓廷著.物理光学.北京：机械工业出版社,19873郁道银等著.工程光学.北京：机械工业出版社版,2007所需教学设备：多媒体任课教师签名：____________________系（教研室）主任签名：____________主管教学院长（主任）签名：_______________ 院（部）签~^7T.早2012年1月8日教务处制《工程光学》课程实验教学大纲课程编号：01100260课程名称：工程光学课程类型：专业必修课（测控技术与仪器）课程属性：课内实验课程总学时：64 （测控技术与仪器专业）课程总学分：4.0 （测控技术与仪器专业）实验学时：10 （测控技术与仪器专业）实验学分：0.5开设学期：第6学期（测控技术与仪器专业）适用专业：测控技术与仪器一、实验教学目标与基本要求通过本课程的实验，使学生能够掌握工程光学的基本理论知识和所涉及的装置仪器的使用、测试技能，使学生在将来的科研实践中，具有解决光学理论及分析问题的能力及分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
掌握实验的基本原理，了解所涉及的常用装置、仪器的正确使用方法。
使学生能正确进行相应的仪器操作和使用、准确判断实验现象和结果的合理性，同时具有处理测量数据的能力。
二、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验课程是《工程光学》理论课程的配套课程，需要学生利用理论课涉及的几何光学基本定律与成像概念、理想光学系统、平面与平面系统、光束限制、典型光学系统、光的干涉、衍射及、偏振等知识完成相关的实验项目。
《ZEMAX与光学设计实验》课程教学大纲
ZEMAX与光学设计实验ZEMAX& Optical Design一、课程基本情况课程总学时：32学时实验总学时：12学时（上机）学分：2学分开课学期：第5学期课程性质：专业选修对应理论课程：ZEMAX与光学设计适用专业：光电信息科学与工程专业，本科生教材：林晓阳编著，ZEMAX光学设计超级学习手册（第一版），人民邮电出版社，2014.4 开课单位：物理与光电工程学院二、实验课程的教学目标和任务ZEMAX与光学设计是一门培养学生掌握光学系统设计能力的选修课。
通过本实践课程的学习，让光电信息科学与工程专业的学生掌握光学系统设计的基础理论和方法，熟悉典型光学系统的光学特性与优化设计过程，掌握ZEMAX软件的基本使用技巧，并能用ZEMAX软件做简单的光学设计和光学制图；通过对具体设计实例分析，培养学生发现问题、分析问题的创新思维和撰写论文的基本功。
三、实验课程的内容和要求四、课程考核1. 实验报告的撰写要求：独立完成，详细记录系统设计与像差校正过程；2. 实验报告：课程设计论文，1篇；3. 考核及成绩评定：采用多项计分考核（设计报告、上机情况、考勤、课堂表现等）；（1）能否独立完成设计过程，平时有无旷课记录20％；（2）各阶段计算、设计结果是否正确，图表是否规范完整，文字表达是否清晰20％；（3）对于教师的提问，思路是否清晰，回答是否正确20％；（4）能否遵守课堂纪律，实验态度是否认真20％；（5）实验报告20%。
五、参考书目1. wavelab工作室编著，ZEMAX经典实例剖析. 南京：光科信息技术有限公司，2012.2. 黄一帆、李林编著，光学设计教程. 北京：北京理工大学出版社，2009.3. 王之江主编，实用光学技术手册. 北京：机械工业出版社，2007.4. 高志山主编，ZEMAX软件在像差设计中的应用. 南京：南京理工大学出版社，2006.。
高等光学教学大纲
高等光学教学大纲高等光学教学大纲光学作为物理学的一个分支，研究光的传播、干涉、衍射、偏振、吸收等现象及其与物质的相互作用。
在现代科学技术的发展中，光学扮演着重要的角色。
高等光学教学大纲旨在为学生提供系统的光学知识，培养学生的光学思维和实验技能，为他们在科学研究、工程技术和教学等领域做好充分准备。
一、光的本质和传播在这一部分，学生将学习到光的本质和传播的基本原理。
首先，介绍光的波动性和粒子性，并通过实验观察光的衍射和干涉现象来验证这些理论。
其次，学生将学习到光的传播速度、光的折射和反射等基本规律，并掌握用光的传播规律解决实际问题的方法。
二、光的干涉和衍射在这一部分，学生将深入学习光的干涉和衍射现象。
首先，介绍光的干涉现象及其应用，如杨氏双缝干涉、牛顿环干涉等。
通过实验，学生将亲自观察和分析干涉条纹的形成和变化规律。
其次，学生将学习到光的衍射现象及其应用，如单缝衍射、多缝衍射等。
通过实验，学生将探究衍射的规律和特点，并掌握利用衍射解决实际问题的方法。
三、光的偏振和吸收在这一部分，学生将学习光的偏振和吸收现象。
首先，介绍光的偏振现象及其应用，如偏振片的原理和使用等。
通过实验，学生将探究偏振光的性质和偏振片的工作原理。
其次，学生将学习光的吸收现象及其应用，如吸收光谱和吸收系数等。
通过实验，学生将分析物质对光的吸收规律，并掌握利用吸收光谱解决实际问题的方法。
四、光的相干和激光在这一部分，学生将学习光的相干和激光现象。
首先，介绍光的相干性及其应用，如干涉仪的原理和使用等。
通过实验，学生将观察和分析相干光的干涉现象，并掌握利用相干光解决实际问题的方法。
其次，学生将学习激光的基本原理和特点，并了解激光在科学研究、医学、通信等领域的应用。
五、光的散射和色散在这一部分，学生将学习光的散射和色散现象。
首先，介绍光的散射现象及其应用，如雷利散射和拉曼散射等。
通过实验，学生将观察和分析散射光的特点和规律，并掌握利用散射光解决实际问题的方法。
趣味物理实验教学大纲
一、课程背景物理是一门以实验为基础的科学，实验教学在物理教学中占据着重要的地位。
为了激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力和创新意识，本课程以趣味物理实验为主题，通过一系列有趣的实验，让学生在轻松愉快的氛围中学习物理知识，培养科学素养。
二、教学目标1. 知识目标：通过实验，使学生掌握基本的物理概念、原理和规律，提高学生的物理知识水平。
2. 能力目标：培养学生的观察能力、实验操作能力、分析问题和解决问题的能力。
3. 情感目标：激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学、勇于探索的精神，增强学生的团队合作意识。
三、教学内容1. 光学实验（1）光的直线传播实验：利用激光笔、小孔等器材，观察光在同种介质中的直线传播现象。
（2）光的反射实验：通过平面镜、凸面镜、凹面镜等器材，研究光的反射规律。
（3）光的折射实验：利用三棱镜、透镜等器材，观察光的折射现象。
2. 声学实验（1）声音的产生与传播实验：通过打击物体、观察振动等，了解声音的产生和传播。
（2）声音的频率与音调实验：利用音叉、频率计等器材，研究声音的频率与音调的关系。
（3）声音的响度与距离实验：通过测量声音的响度，探究声音与距离的关系。
3. 热学实验（1）热传导实验：利用热水、冷水、金属棒等器材，观察热传导现象。
（2）热对流实验：通过观察液体沸腾、蒸发等，了解热对流的原理。
（3）热辐射实验：利用红外线、热敏电阻等器材，研究热辐射现象。
4. 电磁学实验（1）磁场实验：利用指南针、铁屑、磁铁等器材，观察磁场的性质。
（2）电流实验：通过观察电路中的电流、电压、电阻等，了解电流的基本性质。
（3）电磁感应实验：利用导体、磁场、感应线圈等器材，研究电磁感应现象。
四、教学方法1. 启发式教学：通过提出问题、引导学生思考，激发学生的学习兴趣。
2. 案例式教学：以实际生活中的物理现象为案例，让学生在实践中学习物理知识。
3. 合作式教学：分组进行实验，培养学生的团队合作意识。
4. 互动式教学：鼓励学生提问、讨论，提高学生的思维能力和表达能力。
光学实验课程设计
光学实验课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光学基本概念、原理和实验技能，培养观察、思考、分析和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解光的传播、反射、折射和衍射等基本现象；（2）掌握光的干涉、衍射和偏振等特性；（3）熟悉光学实验装置和实验方法。
2.技能目标：（1）能够运用光学知识解释日常生活中的光学现象；（2）具备基本的光学实验操作能力，能独立完成光学实验；（3）学会运用科学思维方法分析光学问题，提高解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养对光学实验的兴趣，激发探索科学的热情；（2）树立实事求是、严谨治学的科学态度；（3）增强团队协作意识，提高沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本概念、原理、实验方法和技巧。
具体安排如下：1.光的传播与反射：光的直线传播、反射定律、球面镜和凸透镜成像；2.光的折射与衍射：折射定律、衍射现象、光的色散；3.光的干涉与偏振：双缝干涉、单缝衍射、光的偏振；4.光学实验装置与操作：光学实验仪器的使用、实验方法的选取、数据处理与分析。
三、教学方法为提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：系统讲解光学基本概念、原理和实验方法；2.实验法：引导学生动手实验，培养实际操作能力；3.讨论法：分组讨论实验现象，引导学生思考问题；4.案例分析法：分析日常生活中的光学现象，提高学生运用光学知识解决实际问题的能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光学教材，为学生提供系统、科学的学习材料；2.参考书：提供丰富的光学课外阅读材料，拓展学生知识面；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等教学课件，提高课堂教学效果；4.实验设备：保障实验教学的顺利进行，培养学生实际操作能力。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：考察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，占总评的20%；2.作业：布置适量的作业，检查学生对光学知识的理解和应用能力，占总评的30%；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力，占总评的20%；4.考试成绩：期末进行闭卷考试，测试学生对本课程知识的掌握程度，占总评的30%。
初中化学光学实验教案
初中化学光学实验教案
实验目的：通过观察光的折射现象，探究光在不同介质中传播的规律，加深学生对光学的理解。
实验材料：透明玻璃板、直尺、尺规、白纸、镜子、手电筒、纸板
实验步骤：
1. 将透明玻璃板放置在水平桌面上，用直尺和尺规测量其厚度，并记录下来。
2. 在玻璃板上方固定一块白纸，用铅笔在纸上标记出入射光线和折射光线的方向。
3. 将手电筒对准入射光线的方向，使光线射向玻璃板的表面。
4. 观察并记录入射光线在玻璃板中的传播方向，以及折射光线离开玻璃板的方向。
5. 将镜子竖直放置在玻璃板上方，用纸板遮挡一部分镜面，使反射光线撞击在露出的一部分镜面上。
6. 观察并记录反射光线从镜子上反射出来的方向。
7. 根据实验结果，分析光在不同介质中传播的规律。
实验注意事项：
1. 实验过程中要注意保持光线的稳定性，避免干扰因素对实验结果的影响。
2. 在观察和记录实验结果时要仔细、准确。
3. 实验结束后要及时清理实验器材，保持实验室整洁。
实验拓展：
1. 可以尝试用不同厚度和材质的透明介质进行实验，比较不同条件下光的折射现象。
2. 可以使用凸透镜和凹透镜来观察和分析光线经透镜后的折射现象，进一步探究光在光学器件中的传播规律。
【思考题】根据实验结果，你认为光在不同介质中的折射现象是由什么原因引起的？请简要说明。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了光在不同介质中折射的现象，初步掌握了光学的基本原理。
希望同学们能在今后的学习中继续深入探索光学的奥秘。
光学实验设计高中生物教案
光学实验设计高中生物教案
年级：高中生物
目标：通过本实验设计，学生将能够理解光学原理和实验方法，培养他们的实验设计和分析能力。
材料：
1. 白底反射板
2. 照明设备（如手电筒）
3. 直尺
4. 墨水笔
5. 实验记录表
实验步骤：
1. 将白底反射板平放在桌子上。
2. 将照明设备（手电筒）放在离反射板一定距离处，将其打开。
3. 使用直尺在反射板上标记出几个不同位置的点。
4. 选择一个标记点，将反射板倾斜一定角度，观察光线在反射板上的反射情况。
5. 用墨水笔在反射板上标记出光线的入射和反射方向。
6. 尝试调整光线的角度和位置，记录下不同情况下的反射情况。
7. 根据实验数据，分析光线的反射规律，确定入射光线和反射光线的关系。
8. 结合实验数据和分析结果，撰写实验报告并讨论实验结果。
拓展实验设计：
1. 尝试使用不同形状和质地的反射板，比较它们对光线的反射情况。
2. 探究不同光线入射角度和反射光线角度之间的关系。
3. 研究光线在不同介质中的传播和反射规律。
评估方式：
1. 学生根据实验结果撰写实验报告。
2. 学生展示实验过程和分析思路。
3. 老师进行实验数据分析和讨论的评价。
教学反思：
通过本实验设计，学生将能够深入理解光学原理和实验方法，培养他们的实验设计和分析能力。
同时，学生也会在实验中培养观察和实践的能力，提高他们的科学素养。
物理光学教学大纲
物理光学Physical optics学分：4 总学时：64 理论学时：64 实验／实践学时：一、课程作用与目的1．使学生牢固地掌握有关干涉、衍射、偏振等现象的基本原理和规律，理解光的波动本性，为后续课程奠定必要的基础。
2．使学生牢固地掌握几何光学中的基本概念、近轴成像的规律和作图成像法，熟悉典型助视光学仪器的基本原理。
通过本课程的学习，使学生掌握光学的基本理论、基本知识，为后续课程打好基础。
二、课程基本要求1．要求学生牢固掌握有关光的传播及其本性，包括干涉、衍射、偏振等基本现象、原理和规律，为后继课程奠定必要的基础。
并了解它们在科研、生产和实践上的应用。
2．要求学生牢固掌握几何光学的基本概念、成像规律和作图方法。
熟悉典型助视光学仪器的基本原理。
3．培养学生在课堂教学、习题课及课外作业中的独立思考能力。
三、教材及主要参考书1．主要使用教材梁铨廷编著．物理光学．第3版．北京：电子工业出版社，2008年．2．主要参考书[1] 刘翠红编著．物理光学学习指导与题解．第1版．北京：电子工业出版社，2009年．[2] 梁铨廷，刘翠红编著．物理光学简明教程．第1版．北京：电子工业出版社，2010年．[3] 张洪欣，高宁，车树良编著．物理光学．第1版．北京：清华大学出版社，2010年．[4] 刘晨主编．物理光学．第3版．合肥：合肥工业大学出版社，2007年．四、课程内容绪论主要内容：光学的发展史。
重点和难点：光学的学习内容和学习方法，光学的发展过程和特点。
第一章光的电磁理论主要内容：光的电磁波性质、平面电磁波、球面波和柱面波、光源和光的辐射、电磁场的边值关系、光在两介质分界面上的反射和折射、全反射、重点和难点：光波在金属表面的透射和反射、光的吸收、色散和散射第二章光波的叠加与分析主要内容：两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加、驻波、两个频率相同振动方向互相垂直的光波的叠加、不同频率的两个单色光波的叠加、光波的分析重点和难点：振动方向相同的单色光波的叠加、光波的分析第三章光的干涉和干涉仪主要内容：实际光波的干涉及实现方法、杨氏干涉实验、分波前干涉的其他实验装置、条纹的对比度、相干性理论、平行平板产生的干涉、楔形平板产生的干涉、用牛顿环测量透镜的曲率半径、迈克耳孙干涉仪重点和难点：杨氏干涉实验、分波前干涉的其他实验装置、用牛顿环测量透镜的曲率半径、迈克耳孙干涉仪第四章多光束干涉与光学薄膜主要内容：平行平板的多光束干涉、法布里-珀罗干涉仪和陆末-盖尔克板、多光束干涉原理在薄膜理论中的应用、重点和难点：法布里-珀罗干涉仪、多光束干涉原理第五章光的衍射主要内容：惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射、矩孔和单缝的夫琅禾费衍射、圆孔的夫琅禾费衍射、光学成像系统的衍射和分辨本领、多缝夫琅禾费衍射、衍射光栅、圆孔和圆屏的菲涅耳衍射、全息照相重点和难点：惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射、分辨本领第六章傅里叶光学主要内容：平面波的复振幅及空间频率、单色波场中复杂的复振幅分布及其分解、衍射现象的傅里叶分析方法、透镜的傅里叶变换性质和成像性质、相干成像系统分析及相干传递函数、非相干成像系统分析及光学传递函数、相干光学信息处理重点和难点：衍射现象的傅里叶分析方法、透镜的傅里叶变换性质和成像性质、相干成像系统分析及相干传递函数第七章光的偏振与晶体光学基础主要内容：偏振光和自然光、晶体的双折射、晶体光学性质的图形表示、光波在晶体表面的反射和折射、晶体光学器件、偏振光和偏振器件的矩阵表示、偏振光的干涉、旋光性、晶体、液体和液晶的电光效应、晶体的非线性光学效应重点和难点：晶体的双折射、偏振光的干涉、晶体的非线性光学效应五、习题或作业（此项可根据课程特点自行选择）根据教学需要，布置60道习题对各章重点内容加强巩固，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。
《光学》教学大纲(本科)
《光学》教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标(一)课程地位振动和波动是横跨物理学不同领域的一种非常普遍而重要的运动形式，是声学，光学，电工学，无线电等技术部门的理论基础。
光学是普通物理学的一个重要组成部分，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。
光学是近代物理学的生长点，例如量子力学就起源于光学。
在物理专业中，它和原子物理、电动力学、量子力学等后继课有密切的关系，另外，也是光学专业的硕士研究生学好《高等光学》、《非线性光学》等课程的前提。
(-)课程目标1.知识目标：通过对本课程的学习，使学生系统地掌握振动与波动现象的物理规律。
学会运用数学知识和光学基本理论解决具体问题。
掌握几何光学、物理光学和光与物质相互作用的主要内容和理论，牢固地掌握几何光学、波动光学、量子光学、现代光学的基本理论和应用，深刻理解有关干涉、衍射、偏振等现象的原理和规律，理解光的波动、量子本性，培养学生的抽象逻辑思维能力，为后续课程奠定必要的基础。
2.能力目标：培养学生观察、分析' 概括的思维能力；培养学生自学、观察和独立思考的能力。
通过光学内容和研究方法的教学，培养学生的辩证唯物主义世界观。
3.素质目标：加强科学方法的教育，培养其良好的科学素质；培养学生独立思考的能力，初步具备分析问题、解决问题的能力；培养学生求实精神，创新意识和科学美感；引导学生开展团队式实践性学习，还有助于培养学生团队协作精神及有效的沟通能力。
二、课程目标达成的途径与方法本课程采用双语教学，以课堂教学为主。
在教学中要求有双语的最基本形式，对教材的利用要有一定的双语渗透，课外作业、期中、期末考核中对学生的双语学习要有一定要求，学生会用简单的英语描述一些光学相关的现象并解释。
专门安排小组讨论课，同时选择部分课程内容形成专题，以学生为主讨论专题内容及习题，学生组成团队式学习，通过教师讲解和团队讨论相结合的方式，使学生掌握各部分内容，从而完成教学任务。
高中物理新增光学实验教案
高中物理新增光学实验教案
实验目的：通过本实验，学生将能够观察和理解光的反射和折射现象，掌握光线在不同介质中传播的规律。
实验原理：光的反射是指光线从一个介质到另一个介质界面时，发生折射角等于反射角的现象。
光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的密度不同而改变传播方向的现象。
实验材料：白底纸、直尺、小凸透镜、玻璃板、激光笔等
实验步骤：
1. 将纸张平铺在桌面上作为实验观察台，用直尺在纸张上画一条直线作为光线传播方向的参考线。
2. 将小凸透镜放在观察台上，激光笔射向凸透镜，观察光线经过凸透镜后的变化。
3. 在激光笔射向凸透镜的同时，将玻璃板倾斜放在观察台上，观察光线经过玻璃板的反射和折射现象。
4. 不断调整凸透镜的位置和角度，观察光线的变化，并记录实验结果。
实验结果与分析：学生应当能够观察到凸透镜对光线的聚焦作用，以及玻璃板对光线的反射和折射现象。
在实验过程中，学生应当能够理解光线在不同介质中传播的规律，掌握光的反射与折射的基本原理。
实验拓展：学生可以通过改变凸透镜的位置和角度，观察光线的聚焦效果；可以加入其他介质如水或油来观察光线在不同介质中传播的差异。
实验注意事项：
1. 注意激光笔的使用安全，避免直接照射眼睛。
2. 注意玻璃板的摔落，防止破裂伤人。
3. 注意实验台面稳固，避免实验器材倾斜摔倒。
实验总结：通过本实验，学生能够对光的反射与折射现象有更深入的理解，掌握光线在不同介质中传播的规律，为今后深入学习光学提供基础。
《光学》教学大纲一、课程性质、目的与任务《光学》是自然科学中发展
《光学》教学大纲一、课程性质、目的与任务《光学》是自然科学中发展最早的学科之一，它与人类生活密不可分，与自然科学的发展密切相关。
光学是一门古老的学科，又是一门正在蓬勃发展的学科。
它是研究光的本性、传播和光与物质相互作用律及其应用的基础学科。
它是文典学院理科班物理类专业必修的专业基础课。
通过本门课程的学习，使学生系统的掌握有关光学的基本概念，基本规律和基本的计算方法，掌握光学的基础理论、基础知识和基本技能，了解现代光学及光学与其他学科、技术相结合的发展状况，为学习后继课程以及以后的科研工作打下基础。
本课程的任务是使学生掌握几何光学、物理光学和光与物质相互作用三大主要内容，了解光学的发展及应用。
二、课程教学的基本要求本课程以课堂讲授为主，课堂采用多媒体教学（ppt、flash、视频等）、启发式教学，加强演示实验。
组织师生讨论（答疑、辅导、演示实验等）。
安排部分内容让学生自学，对自学内容，布置讨论及思考题，以提高学生独立思考及解决问题的能力。
在讲授传统波动光学时，渗入现代光学内容，沟通他们之间的联系。
注意加强基础，扩大知识面，增加信息量，既重理论也重应用，努力使新观点、新技术、新方法和光学基本的传统内容有机结合。
通过光学内容和研究方法的教学，培养学生树立辩证唯物主义世界观和科学方法论，培养学生科学思维方法和创新精神。
三、课程内容及学时分配1、总学时安排本课程的总学时数为54，其中课堂教学为48学时，期中考试和机动为6学时。
2 、内容与课时分配第1章光和光的传播（6学时）1.1 光和光学1.2 光的几何光学传播规律1.3 惠更斯原理1.4 费马原理本章的重点是光程的概念、费马原理的表述和惠更斯原理，难点是次波叠加概念的理解。
主要教学环节的组织：课堂教学和讨论思考题：1、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会有变化吗？2、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光波一样的反射和折射定律？第2章几何光学成像（9学时）2.1 成像2.2 共轴球面组傍轴成像2.3 薄透镜2.5 光学仪器本章的重点是共轴球面组傍轴成像、薄透镜成像、光学仪器，难点是薄透镜成像公式的推导。
光学教学大纲
光学教学大纲光学教学大纲光学是物理学中的重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。
它不仅是一门基础学科，也是应用广泛的学科，涉及到许多领域，如天文学、生物学、医学、通信等。
因此，制定一份合理的光学教学大纲对于培养学生的光学素养和应用能力至关重要。
一、光学基础知识1. 光的本质：介绍光是由光子组成的电磁波，解释光的粒子性和波动性。
2. 光的传播：介绍光在真空和介质中的传播特性，包括光速、折射率等。
3. 光的反射与折射：讲解光在界面上的反射和折射规律，包括斯涅尔定律和光的全反射。
4. 光的干涉与衍射：介绍光的干涉和衍射现象，包括杨氏双缝干涉、杨氏单缝衍射等。
二、光学仪器和实验1. 凸透镜和凹透镜：介绍透镜的基本原理、焦距计算和光学成像，包括凸透镜和凹透镜的使用和特性。
2. 显微镜和望远镜：讲解显微镜和望远镜的结构和工作原理，包括物镜、目镜、倍率等概念。
3. 光栅和光谱仪：介绍光栅的原理和应用，以及光谱仪的构造和光谱分析原理。
4. 光学实验：设计一些简单的光学实验，如测量透镜的焦距、观察干涉和衍射现象等，培养学生的实验操作和数据处理能力。
三、光学应用领域1. 光学与天文学：讲解光学在天文学中的应用，如望远镜观测、星等分类等。
2. 光学与生物学：介绍光学在生物学中的应用，如显微镜观察、细胞成像等。
3. 光学与医学：讲解光学在医学中的应用，如激光手术、光学成像等。
4. 光学与通信：介绍光学在通信领域的应用，如光纤通信、光传感器等。
四、光学前沿研究1. 光学量子计算：介绍光学量子计算的基本原理和应用前景。
2. 光学超材料：讲解光学超材料的特性和应用，如光学隐形衣、超透镜等。
3. 光学传感技术：介绍光学传感技术在环境监测、生物医学等领域的应用。
五、光学教学实践1. 光学课堂教学：提供一些教学案例和教学方法，如课堂讲解、小组讨论、实验演示等。
2. 光学实验设计：指导学生进行光学实验设计，培养学生的实践能力和创新思维。
物理光学实验大纲
《物理光学》实验教学大纲一、课程的基本信息课程编号：01210101实验类型：课内实验学时：16 学分：1开课单位：光电与机电工程学院适用专业：测控技术与仪器先修课程：大学物理光电信息科学与工程二、实验教学目的与基本要求1、实验教学的目的：以人才培养目标为依据，把知识传播、能力培养和素质提高融为一体，并使之形成贯穿学生学习全过程、循序渐进的实验课程体系，满足人才培养要求。
通过本实验的学习，使学生对应用光学有一个总体、全貌的了解与把握，掌握物理光学基本理论知识，能正确、合理地分析光学系统，初步具备对物理光学相应问题的解决能力。
2、实验教学的基本要求：实验教学是以培养学生理论联系实际、实践动手能力和创新精神为主要目的的操作性实验，根据测控技术与仪器专业培养目标的要求，通过专业基础课实验对学生进行培养，同时加强课程教学效果和培养学生创新开发能力。
三、实验课程教学内容和学时分配（二）实验内容实验一：杨氏双缝干涉实验实验目的和要求：观察双缝干涉现象及测量光波波长实验内容：让学生了解双缝干涉现象及测量光波波长的方法主要实验仪器与器材：光学综合性能测试平台所在实验室：光学工程实验室实验二：菲涅尔双棱镜干涉实验实验目的和要求：观察双棱镜干涉现象及测定光波波长实验内容：理解双棱镜干涉现象并会测定光波波长主要实验仪器与器材：光学综合性能测试平台所在实验室：光学工程实验室实验三：θ调制和颜色合成实验目的和要求：1.进一步了解空间滤波的概念2.了解颜色合成的一种方法实验内容：用不同取向的光栅对物平面调制，通过特殊滤波器控制像平面相应部位的灰度或色彩主要实验仪器与器材：光学综合性能测试平台所在实验室：光学工程实验室实验四：偏振光分析实验实验目的和要求：观察光的偏振现象，分析偏振光，起偏，定光轴实验内容：让学生了解认识光的偏振现象，懂得偏振光，起偏，定光轴的基本概念主要实验仪器与器材：光学综合性能测试平台所在实验室：光学工程实验室实验五：牛顿环装置实验目的和要求：1、观察等厚干涉现象；2、用干涉法测量透镜表面的曲率半径。
（最新）光学实验指导书
第一部分绪论本实验指导书是根据《光学实验》课程实验教学大纲编写，适用于光信息科学与技术专业。
一、本课程实验的作用与任务《光学实验》课程是光信息科学与技术学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课，与理论课具有同等重要的地位。
它按照循序渐进的原则，使学生系统的学习物理实验知识、方法和技能，使学生了解科学实验的主要过程与基本方法，为以后的学习和工作莫定良好的基础。
二、本课程实验的教学基本要求：1．在教学中适当的介绍一些物理实验史料，对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和任务。
2．要求学生了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。
其中包括：测量误差的基本概念，随机误差的估算，系统误差的发现和处理，测量不确定度，直接和间接测量的结果表示，有效数字，试验数据处理的常用方法等。
三、本课程实验教学项目及要求第二部分基本实验指导实验一用自准法测薄凸透镜焦距一、实验目的1、掌握简单光路的分析和调整方法2、了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法3、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法4、掌握光的可逆性原理的光路调节二、实验原理（一）光的可逆性原理当发光点（物）处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。
若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
光的可逆性原理：当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
借此原理可测量薄凸透镜的焦距，实验原理见图1-1图1-1当物P在焦点处或焦平面上时，经透镜后光是平行光束，经平面镜反射再经透镜后成像于原物P处（记为Q）。
因此，P点到透镜中心O点的距离就是透镜的焦距f。
（二）自准法如图1-2所示，将物AB放在凸透镜的前焦面上，这时物上任一点发出的光束经透镜后成为平行光，由平面镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平面上，得相同的倒立实像A´B´。
《光学》课程教学大纲
《光学》课程教学大纲课程名称：光学课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56 学时 3.5 学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标《光学》是普通物理学的一个重要组成部分，是四年制本科物理学专业的一门专业必修基础课程。
它是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的一门基础科学。
通过本课程的学习，应使学生掌握光学的基本概念、基本原理、基本规律和处理问题的基本技巧，并能解决具体的实际问题；知悉现代光学知识及发展趋势，了解光学在科研、生产和生活实践中的应用以及学科发展的历史概况；培养学生的科学思维、科学品质和科学素养。
该课程主要包括物理光学、几何光学、分子光学、量子光学和现代光学五部分基本内容。
是学生学习原子物理、电动力学和量子力学等后继课程的基础，是“近代物理的敲门砖”。
为学生毕业后进入科学研究工作或从事中学物理教学工作打下良好的基础。
其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：了解光的干涉现象和衍射现象；熟练掌握干涉衍射的基本原理、条纹特征、光强分布及其应用；掌握干涉仪的基本原理及其应用。
使学生能运用所学的干涉衍射知识解释生活中的一些光学现象，并能够胜任中学有关光学知识的教学工作。
课程教学目标2：深刻理解几何光学的基本原理；掌握光学元件的成像规律；学会运用几何光学的光线作图法寻找成像规律；掌握常用光学仪器的基本原理。
培养学生理论与实践相结合的能力，会分析解决相关物理中的实际问题。
课程教学目标3：了解光与物质的相互作用；理解光的量子性；领悟光的量子性的主要实验证据；理解激光的特性及其应用。
使学生能用所学的知识解释相关的自然现象，培养学生学习物理的兴趣。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、课程教学要求通过本门课程的学习，使学生了解光学发展史和基本的光学知识以及光学在科学领域中的应用，理解光学中有关光波的本性问题的探讨和其发展过程，掌握光的干涉、衍射和偏振等波动特性及几何光学、光的吸收、散射和色散、光的量子性等。
光学教学大纲
光学教学大纲一、引言1.1 背景介绍1.2 目的和目标二、课程概述2.1 课程简介2.2 教学目标2.3 教学方法三、知识体系结构3.1 光学基础知识3.1.1 光的本质与传播特性3.1.2 光的干涉与衍射3.1.3 光的折射3.1.4 光的反射3.2 光学仪器与应用3.2.1 凸透镜3.2.2 凹透镜3.2.3 光的成像3.2.4 光谱分析3.3 光学现象与实验3.3.1 光的偏振3.3.2 空气中的光线传播3.3.3 物体的颜色与光学效应3.3.4 光的电磁波性质四、教学内容与排课安排4.1 第一阶段：光学基础知识的基本原理与现象 4.1.1 介绍光的本质与传播特性4.1.2 探讨光的干涉与衍射现象4.1.3 研究光的折射规律4.1.4 分析光的反射过程4.2 第二阶段：光学仪器与应用的原理与实践 4.2.1 学习凸透镜的结构与成像原理4.2.2 理解凹透镜的特点与应用4.2.3 实践光的成像过程4.2.4 掌握光谱分析技术4.3 第三阶段：光学现象与实验的探究与实践 4.3.1 研究光的偏振现象4.3.2 理解空气中的光线传播特性4.3.3 分析物体的颜色与光学效应关系4.3.4 研究光的电磁波性质4.4 教学实践与案例分析五、教学评估5.1 考核方式与评分标准 5.2 课程回顾与总结5.3 学生反馈与教学改进六、教学资源与参考文献6.1 教材与参考书籍6.2 网络资源6.3 实验设备与材料七、教学团队与支持7.1 教师介绍7.2 助教与实验指导7.3 学校支持八、其他事项8.1 课程规定与要求8.2 安全注意事项8.3 教学活动安排结语以上是《光学教学大纲》的详细内容安排。
本大纲旨在为学生提供全面系统的光学知识，帮助学生理解光的本质与传播特性，掌握光的干涉、衍射、折射、反射等现象原理，培养学生的科学实验能力和分析问题的能力。
同时，通过对光学仪器与应用的学习，让学生深入了解光学在现实生活中的重要应用，并培养学生的创新思维和动手能力。
《光学》课程教学大纲
《光学》课程教学大纲一、课程说明本课程总授课时数为64学,周学时4，学分4分，开课学期第三学期。
1.课程性质：专业必修课光学是物理学专业本科生必修的基础课程。
光学是物理学中最古老的一门基础学科，又是当前科学领域中最活跃的前沿阵地之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前途。
学好光学，既能为物理学专业学生进一步学习原子物理学、量子力学、相对论、电动力学、现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程准备必要的前提条件，又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。
通过本课程的教学，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。
从兰州大学物理学院课程的整体设置出发，考虑到物理基地班与普通班的各自办学特点和人才培养的要求，对光学课程的教学内容进行适当的调整，适当压缩几何光学部分，删除原课程中与其他学科相重复的部分以及相对陈旧的内容，吸收利用最新科学研究成果，着重加强现代光学部分的讲授内容，并注意介绍光学研究前沿新动态，按照物理学近代发展的要求和便于学习的原则组织课程体系。
通过本课程的教学，使学生系统地掌握基本原理和基本知识，培养分析问题、解决问题的能力，通过讲授（包括物理学的历史和前沿的讲授）帮助学生建立辩证唯物主义的观点，提高学生的科学素质。
2.课程教学目的与要求(1)了解光学发展的基本阶段，培养科学研究的素质，加深辩证唯物主义的理解。
(2)了解光学所研究的内容和光学前沿研究领域的概况，培养有现代意识、有远见的新一代大学生。
(3)掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。
培养掌握科学知识的方法。
(4)掌握处理光学现象及问题的手段和方法。
培养科学研究的方法。
(5)光学是当前科学领域中较活跃的前沿学科之一，它与科学和技术结合日益加强，在教学中要展现现代光学技术的成就。
(6)在教学中要注意培养学生严谨的治学态度，引导学生逐步掌握物理学的研究方法和培养浓厚的学习兴趣。
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光学实验教学大纲
一、课程目的和要求
在一学期内通过完成一定数量的光学基本实验和选做实验, 使学生学习和掌握光学实验的基本知识和基本方法, 培养学生的基本实验技能; 通过研究一些基本的光学现象, 加强对经典光学理论的理解, 提高对实验方法和技术的认识.
1. 由浅入深逐渐训练学生正确使用和调节基本光学实验仪器和装置(包括组合装置), 使学生了解仪器的构造原理及正常使用状态、操作要求、注意事项等, 使学生具有较好的光学实验操作技能.
2. 通过实验事实分析, 研究一些基本光学现象和规律, 使抽象的理论成为生动的现象. 理论联系实际, 既提高学生学习的主观能动性, 又为将来的工作打好基础.
3. 学会光学中基本物理量的一些测量方法. 在学习实验测量方法时, 使学生掌握它的设计思想、特点及其适用条件. 在实验测量过程中, 使学生注意观察和分析所发生的各种光学现象, 注意其规律性, 以加深和巩固对所学理论知识的理解, 并善于运用理论指导自己的实践, 提高解决实际问题的能力.
4. 学会分析光学实验中的基本光路, 了解光路组成元件的参量对实验产生的影响以及对各基本光路之间衔接配合的要求, 以锻炼学生的实践能力.
5. 继续学习误差分析的方法, 提高实验数据的处理能力, 能正确地表达和评价实验结果; 分析误差产生的原因以及减小实验误差的有效途径, 以加深对实验理论的认识和对所用测量方法和仪器的理解.
6. 在整个实验教学过程中要有意识地提高学生的实验素质, 培养学生正确的实验习惯和科学作风.
二、课程基本内容与学时安排
光学实验内容分为基本实验和选做实验, 其中基本实验8个题目, 选做实验3个题目, 每个实验安排3小时. 全学期每个学生必须做够6个以上的实验. 考试考核采用实验操作、笔试或写实验论文等形式进行. 学生的总成绩由考试成绩和平时成绩(实验预习、实验记录、实验报告等)按一定比例计算, 一般考试成绩占60%, 平时成绩占40%.
以下列出基本实验和选做实验的实验题目:
(一) 基本实验
1.薄透镜焦距的测定
2.测定透镜组的基点
3.分光计的调节及棱镜折射率的测定
4.用双棱镜测定光波波长
5.用牛顿环测定透镜曲率半径
6.迈克尔逊干涉仪的调节和使用
7.衍射光栅测定光波波长
8.偏振现象的观察与分析
(二) 选做实验
1、单缝衍射的光强分布
2、液体折射率的测定
3、白光干涉
三、实验题目与基本要求
(一) 基本实验
1.薄透镜焦距的测定
[目的和要求]
(1)学习光学系统的共轴条件;
(2)透镜焦距的测定用一次成象法、二次成象法、自准法, 对凹透镜用辅助透镜成象法;
(3)计算透镜焦距的平均误差及标准差.
2.测定透镜组的基点
[目的和要求]
(1)测定透镜组的基点及焦距;
(2)了解透镜组基点的特性;
3.分光计的调节及棱镜折射率的测定.
[目的和要求]
(1)了解分光计的结构及各部件的作用;
(2)掌握分光计的调节要求及调节方法;
(3)掌握分光计测量顶角(反射法和自准法)及用最小偏向角测定棱镜折射率的基本技术.
4.用双棱镜测定光波波长
[目的和要求]
(1)观察双光束干涉现象，理解相干条件;
(2)利用双棱镜测定光波波长;
(3)计算Na光波波长的相对误差及标准偏差.
5.用牛顿环测定透镜曲率半径
[目的和要求]
(1)牛顿环是用分振幅方法产生的干涉现象，是典型的等厚干涉条纹,在实验中要求学生
理解条纹形成的原理, 并注意观察条纹的特征, 指出与迈克尔逊干涉仪产生等倾干涉的区别;
(2)牛顿环在实际工作中有重要应用, 测量透镜曲率半径及检查光学元件中光洁度和
平面度等. 通过实验掌握测量曲率半径的方法. 熟练的使用读数显微镜. 数据处理用逐差法. 并计算测量误差(小于5%).
6.迈克尔逊干涉仪的调节和使用
[目的和要求]
(1)了解迈克尔逊干涉仪的结构, 初步掌握调节方法;
(2)观察非定域干涉、等倾干涉形成的条件及干涉图样的特点.
7.衍射光栅测定光波波长
[目的和要求]
(1)加深对光的干涉、衍射和光栅分光作用的基本原理的理解；
(2)掌握用透射光栅测定光栅常数, Hg谱线的波长和角色散率;
(3)用透射光栅测定波长, 采用正入射法和最小偏向角法进行测定并计算其误差.
8.偏振现象的观察和分析
[目的和要求]
(1)观察光的偏振现象, 加深对理论知识的理解. 了解产生和检验偏振光的原理和方法
及使用的元件(偏振片、尼科尔棱镜、1/2波片、1/4波片);
(2)观察旋光现象, 了解量糖计的构造并测定糖溶液的浓度(误差5%).
(二) 选做实验
1.单缝衍射的光强分布
[目的和要求]
(1)通过实验加深对夫琅和费单缝衍射现象的理解, 掌握其光强分布与衍射角、缝宽、
观察屏与缝的距离等因素的关系;
(2)通过实验理解怎样用光电二极管测量相对光强, 根据测量数据在坐标纸上作出相
对光电流与位置的关系曲线, 即衍射光强分布图;
(3)由于目前实验装置中存在一些问题, 如光源不稳定, 装置受振动等原因, 在定量方
面不能要求过高, 因而只要求对峰值、条纹宽度较接近理论值即可(小于10%).
2.液体折射率的测定
[目的和要求]
(1)掌握用折射极限法测定液体折射率的原理和方法;
(2)了解阿贝折射计的工作原理, 熟悉其使用方法, 并测定液体和固体的折射率.
2、白光干涉
[目的和要求]
(1)学习一种测量透明薄片厚度或折射率的方法；
(2)进一步了解光的干涉现象及其形成条件；
(3)学习调节光路的方法。
四、教材及教学参考书目
教材：
1.《普通物理实验》第三册（光学部分），杨述武主编,高等教育出版社．
参考书目：
(1)《大学物理实验》贾玉润等编，高等教育出版社．
(2)《普通物理实验教程》北京师范大学物理系编，高等教育出版社．
(3)《普通物理实验指导》陈怀林，邵义全主编，北京大学出版社.。