光学原理

光学原理

Principles of Optics

课程编号：07370460

学分： 2

学时： 30 （其中：讲课学时：30 实验学时：0 上机学时：0）

先修课程：大学物理

适用专业：无机非金属材料工程（光电材料与器件）

教材：《光学教程》，姚启钧主编，高等教育出版社，2008年6月第4版。

开课学院：材料科学与工程学院

一、课程的性质与任务：

本课程是属于专业选修课，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，光学的基本理论渗透在自然科学的很多领域，应用于生产技术的各个部门，是自然科学的许多领域和工程技术的基础。激光的出现和发展，使光学的研究进入了一个崭新的阶段，成为现代科学技术的前沿阵地之一。本课程要求学生掌握几何光学的基本概念、成像规律和作图方法，理解典型光学仪器的基本原理；要求学生掌握有关光的传播规律及其本性，了解干涉、衍射和偏振等基本现象、原理和规律，并了解它们在科研、生产和实践中的应用；本课程力求使学生使学生对光的传播规律和光与物质相互作用时出项的现象和光的本性有一个深刻的认识。

二、课程的基本内容及要求：

第一章绪论

1.教学内容

(1)光学的研究内容和方法

（2）光学的发展简史

2.教学要求

重点了解光学的研究内容和方法，对光学简史要有一定了解。

第二章光的干涉

1.教学内容

(1)波动的独立性、叠加性和相干性

(2)由单色波叠加所形成的干涉图样

(3)分波面双光束干涉

(4)干涉条纹的可见度

(5)菲涅尔公式

(6)分振幅薄膜干涉-等倾干涉

(7)分振幅薄膜干涉-等厚干涉

(8)迈克尔逊干涉仪

(9) 法布里珀罗干涉仪

2.教学要求

掌握光的相干条件和光程的概念；掌握光的干涉相长和干涉相消的条件；学会分析光的干涉图样；掌握等倾干涉和等厚干涉的基本概念及其应用；介绍迈克耳逊干涉仪和法布里---珀罗干涉仪的原理及其应用。

第三章光的衍射

1.教学内容

(1)惠更斯-菲涅尔原理

(2)菲涅尔半波带和菲涅尔衍射

(3)夫琅禾费单缝衍射

(4)夫琅禾费圆孔衍射

(5)平面衍射光栅

2.教学要求

学会用惠更斯---菲涅耳原理解释光的衍射现象，理解菲涅耳积分式意义；掌握夫琅和费衍射，并能推导夫琅和费衍射光强公式；掌握光栅方程式导并理解其意义。

第四章几何光学的基本原理

1.教学内容

(1)几个基本概念和定律费马原理

(2)光在平面界面上的反射、折射

(3)光在球面上的反射折射

(4)光连续在几个球面界面上的折射

(5)薄透镜

(6)近轴物近轴光线成像的条件

2.教学要求

重点掌握费马原理；掌握光线、实物、虚物、实象和虚象的概念；掌握几何光学的符号法则（采用新笛卡儿符号法则）；掌握薄透镜的物象公式；了解光学纤维构造及其应用。

第五章光学仪器的基本原理

1.教学内容

(1)助视仪器的放大本领

(2)显微镜的放大本领

(3)望远镜的放大本领

(4)光阑和光瞳

(5)助视仪器的像分辨本领

(6)分光仪器的色分辨本领

2.教学要求

重点掌握常用光学仪器放大本领、像分辨本领和色分辨本领。

第六章光的偏振

1.教学内容

(1)自然光与偏振光

(2)线偏振光与部分偏振光

(3)光通过单轴晶体时的双折射现象

(4)光在晶体中的波面

(5)光在晶体中的传播方向

(6)偏振器件

(7)椭圆偏振光和圆偏振光

(8)偏振态的实验检验

(9)偏振态的干涉

2.教学要求

重点掌握惠更斯作图法，理解光在晶体中的传播规律；掌握自然光、平而偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光和部分偏振光概念及其检定方法；掌握偏振器件的使用方法；

四、大纲说明

1．课程涉及光学原理主要概念的推导，计算较多，为了便于学生记忆和理解，以板书授课为主。

2. 每次课后布置2~4道习题，引导学生理解教学内容。

五、参考书目及学习资料

1.《光学原理》；玻恩，（美）沃耳夫著，杨葭荪译，电子工业出版社，2007年7月第7版。

2.《光学原理与应用》，廖延彪编著，电子工业出版社，2006年10月第1版。

3.《光学教程》，叶玉堂、饶建珍、肖峻编著，清华大学出版社；2011年9月第2版。

制定人：宋娟审定人：李浩华批准人：

2013年6月日

课程简介

课程编码：07370460

课程名称：光学原理

英文名称：Principles of Optics

学分：2

学时：30（其中：讲课学时：30 实验学时：0 上机学时：0）

课程内容：本课程《光学原理》的主要内容包括有光的干涉，光的衍射，几何光学的基本原理，光学仪器的基本原理，光的偏振等知识点。

选课对象：无机非金属材料工程（光电材料与器件）专业本科二年级学生

先修课程：大学物理

教材：《光学教程》，姚启钧主编，高等教育出版社，2008年6月第4版。