光学教学大纲
《高等光学》课程教学大纲
《高等光学》课程教学大纲《高等光学》课程教学大纲一、中文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容））课程名称：高等光学课程代码：学分：3 总学时：48 课程内容概要：本课程主要为需要深入学习经典和近现代光学知识的研究生开设，属于专业基础课。
本课程以光的电磁理论为主轴，系统地介绍了光学的基本概念和知识，内容涉及广泛，理论分析深刻，大体涵盖了现代光学各个分支的基本内容。
二、英文课程简介（含课程名、课程编号、学分、总学时、课程内容概要等内容））Course Name: Advanced Optics Course Code:Credits: 3 Total class hours: 48 Course content summary: This course is mainly for graduate students who need to deeply study classic and modern optical knowledge, which belongs to professional basic course. Based on the electromagnetic theory of light, this course systematically introduces the basic concepts and knowledge of optics, covering a wide range of contents and profound theoretical analysis, covering the basic contents of various branches of modern optics. 三、教学目标《高等光学》课程属于基础光学的后续课程，含有更多的物理概念及更深入的数学推导，理解物理概念和掌握数学推导，对于培养学生的而逻辑思维能力和分析、解决问题的能力大有益处，通过本课程学习，有助于培养学生对高等光学知识的理解和提高前沿光学文献知识的阅读和理解能力，激发学生的科研兴趣。
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。
物理光学教学大纲
物理光学教学大纲一、引言光学作为物理学一门重要的分支，研究光的传播、现象和性质。
本大纲旨在为物理光学的教学提供指导，明确教学目标和内容，帮助学生全面理解光学的基本概念和原理，并具备解决相关问题的能力。
二、教学目标1. 理解光传播的基本原理和光的性质；2. 掌握光的几何光学和物理光学的基本理论和方法；3. 能够解析、计算光的传播、干涉、衍射和偏振等现象；4. 培养学生的实验能力和科学思维，能够运用光学原理进行实验研究和问题解决。
三、教学内容1. 光的几何光学1.1 光的传播和衍射- 光的直线传播和折射定律- 光的衍射现象和衍射公式的推导1.2 光的成像- 薄透镜成像原理和公式- 球面透镜和透镜组成像1.3 光的干涉- 干涉现象的解析- 杨氏双缝干涉和牛顿环实验2. 光的物理光学2.1 光的偏振- 光的偏振现象和偏振光的产生- 偏振光的检偏和分析2.2 光的衍射- 衍射的基本原理和衍射图样的计算- 衍射光栅和衍射光谱的特性2.3 光的干涉- 条纹干涉的一般特点和计算方法- 干涉仪器的应用和实验设计四、教学方法1. 理论讲授：在教室内进行光学理论的讲解，重点强调概念和原理的理解。
2. 实验教学：通过实验展示光学现象，激发学生的学习兴趣，培养实验技能。
3. 讨论交流：组织学生进行学科内外的问题讨论和解答，促进学生思考和合作精神的培养。
4. 作业和练习：布置相关习题和实验报告，加强学生对知识的巩固和应用。
五、教学评估1. 课堂考核：通过课堂问答、小测验等形式，评估学生对知识的掌握情况。
2. 实验报告评分：针对实验教学内容，评估学生实验设计和实验报告的能力。
3. 期末考试：综合考察学生对整个物理光学知识的理解和应用能力。
六、参考教材1. 《大学物理教程·光学》张田勤、杜忠逸著，高等教育出版社2. 《物理光学学科前沿导引》焦信环主编，科学出版社七、教学进度安排1. 第1周：光的直线传播和折射定律2. 第2周：光的衍射现象和衍射公式的推导3. 第3周：薄透镜成像原理和公式4. 第4周：球面透镜和透镜组成像5. 第5周：杨氏双缝干涉和牛顿环实验6. 第6周：光的偏振现象和偏振光的产生7. 第7周：偏振光的检偏和分析8. 第8周：衍射的基本原理和衍射图样的计算9. 第9周：衍射光栅和衍射光谱的特性10. 第10周：条纹干涉的一般特点和计算方法11. 第11周：干涉仪器的应用和实验设计12. 第12周：复习和总结八、结语通过本大纲，希望能够全面指导物理光学的教学工作，使学生在学习过程中掌握光学的基本概念和原理，并能够灵活应用于实际问题的解决中。
《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。
光学课程教学大纲
《光学》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分课程名称：光学所属专业：材料物理课程性质：专业基础课学分：3.0（二）课程简介、目标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。
光学是材料物理学本科专业的一门重要的专业必修基础课程，是研究光的本性、光的传播及光和物质的相互作用的基础学科，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。
通过本门课程的学习，使学生系统地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，为学习后续课程以及今后的工作打下基础。
本课程的任务是使学生掌握光的干涉、衍射、偏振等基本现象、原理和规律，了解光学在科研、生产和实践上的应用；培养学生学习的兴趣；培养学生的学习能力、科学探究能力和分析解决问题的能力，培养学生实事求是、勇于探究的科学精神和辩证唯物主义世界观。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接学习光学，需要对电磁波理论和粒子理论有一定的了解，所以光学应滞后于高等数学、力学、电磁学等课程开设。
光学又是原子物理学、电动力学和量子物理学等课程的基础，应先于这些课程开设。
（四）教材与主要参考书。
教材：《现代光学基础》，钟锡华编著，北京大学出版社，2003年8月主要参考书：1.《高等物理光学》,羊国光,宋菲君编著,中国科学技术大学出版社,2008年9月2.《光学原理》,马科斯·玻恩著,电子工业出版社,2005年8月3.新概念物理教程《光学》,赵凯华编著, 高等教育出版社,2004年11月二、课程内容与安排按照光学的教学目的和要求，本大纲按54学时作安排，其内容及课时分配如下。
“*”号的内容作为了解，可以讲授，但是这些内容在考试时都不作统一要求。
教材：光学教程姚启钧著教学大纲《光学》
《光学》教学大纲一、教学目的和要求：通过使用《光学教程》教材对学生的教学，使学生重点掌握光通过光具组后成象的条件及象位、象的放大或缩小、象的虚实的确定方法；光的干涉的分类、等倾干涉、等厚干涉的概念与应用；光的衍射分类、菲涅耳衍射和夫琅和费衍射的概念与应用；光的偏振与自然光、平面偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的产生、检定与应用；放大镜、显微镜、望远镜、照相机的原理与使用，助视仪器的放大本领、分辨本领。
介绍全息照相和光的波粒二象性，使学生对光的传播规律，光与物质相互作用时出现的现象和光的本性有一个深刻的认识。
二、参考教材《光学教程》姚启钧著学时数：72三、适用专业：本科物理学四、制订人：金刚五、课时分配：第一章光的干涉（12课时）第二章光的衍射（12课时）第三章几何光学的基本原理（12课时）第四章光学仪器的基本原理（10课时）第五章光的偏振（12课时）第七章光的吸收、散射和色散(2课时）第八章光的量子性（6课时）第九章现代光学基础（2课时）六、各章教学要求：第一章光的干涉（12课时）1）着重阐明光的相干条件和掌握光程的概念，分析双光束干涉时，应着重分析光强分布的特征。
2）着重阐明等倾干涉和等厚干涉的基本概念及其应用，额外程差只讲授形成条件。
3）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。
4）扼要介绍薄膜光学内容。
5）讨论时间相干性和空间相干性的概念。
6）介绍菲涅耳公式。
第二章光的衍射（12课时）1）用惠更斯---菲涅耳原理解释光的衍射现象，讲授菲涅耳积分式意义。
2）介绍菲涅耳衍射，着重介绍菲涅耳圆孔衍射，并介绍环状波带片，圆屏衍射。
3）着重阐明夫琅和费单缝衍射和衍射光栅，并推导夫琅和费单缝衍射光强公式，介绍反射光栅。
4）着重阐明光栅方程式导出及其意义。
5）介绍夫琅和费圆孔衍射，并说明第一最小值的角半径的重要性。
第三章几何光学的基本原理（12课时）1）介绍费马原理，并由费马原理导出光的折射定律。
《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。
《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-教学大纲-目录--绪论
第一部分 总则
( 一 ) 本课程基本情况
课程类别 ： 学科基础课
适用专业： 物理学 开课学期： 第三学期 总学时 ： 64 理论讲授学时： 56 习题课学时 ： 8
( 二 ) 本课程的性质、目的和任务
光学是高等师范院校物理学专业的学科基础课之一。通过本 课程的教学，应使学生系统、全面、深入地掌握光学的基本理 论、基本概念、基本现象和基本分析方法，为后续专业课程的 学习以及今后从事与光学相关的工作奠定基础。通过光学课程 的学习，使学生逐步掌握波动光学，几何光学及量子光学的基 本原理，熟悉光的本性，光的传播及光与物质相互作用所服从 的基本规律。在获取知识的同时，使学生建立物理模型的能力， 定性分析、估算与定量计算的能力，独立获取知识的能力，理 论联系实际的能力获得同步提高与发展，开阔思路，激发探索 和创新精神，增强适应能力，提升其科学技术的整体素养，养 成辩证唯物主义的世界观和方法论。
的 三 波动光波学。时期（19世纪） 特点：是人类对光本性的认识步入正确途径的开
始，在光学的发展史上有着极深刻的影响。
成就：光的电磁理论的建立，成功地解释干涉、衍 射、偏振、发射、吸收、色散等现象。
四 量子光学时期（19世纪末～20世纪60年代） 特点：是对光的研究由宏观进入微观的时代，也是
物理学发展史上最重要的时代。 成就：普朗克的辐射量子论、爱因斯坦的光量子理
是一个在迷茫中摸索、缓慢前进的年代。 成就：反射定律，透镜的发明与应用。 代表人物：欧几里德，阿尔哈首，培根等。
二 几何光学时期（17世纪初～18世纪末） 特点：是光学发展史上的转折点，是光学系统研究
的真正起点，出现了较成型的理论。 成就：望远镜、显微镜的发明，光本性研究的开
《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。
《应用光学》课程教学大纲
应用光学Applied optics一、课程基本情况课程类别: 专业任选课课程学分: 3学分课程总学时: 48学时（讲课: 48学时）课程性质: 必修开课学期: 第7学期先修课程: 高等数学适用专业: 光电信息科学与工程, 物理学1教材: 《工程光学基础教程》, 机械工业出版社, 编者: 郁道银, 出版年份: 2007.4o 开课院系: 物理与光电工程学院光电工程系二、课程性质、课程的教学目标和任务2应用光学是光信息科学与技术专业的技术基础课。
它主要是要让学生学会解决几何光学、典型光学仪器原理、光度学、色度学、光纤光学系统、激光光学系统及红外光学系统等的基础理论和方法。
它包括了此类专业学生必备的光学知识, 为光学仪器、微光夜视、激光红外等学科奠定了理论基础和应用基础, 在培养光学和光电类人才中具有不可替代的地位。
本课程从光波、光线和成像等几何光学的概念出发讲述了光线在介质中传播的基本规律, 描述了近轴光学、理想光学系统和平面镜及棱镜的成像性质和规律, 讨论了常用光学仪器的工作原理、成像性能和分辨率。
通过本课程的学习, 学生应能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识, 为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础三、教学内容和要求3.章节名称几何光学基本定律与成像概念（8学时）（1）掌握: 几何光学基本定律: 光的直线传播定律、光的独立传播定律、反射定律和折射定律、光路的可逆性、费马原理（最短光程原理）: 应用光学中的符号规那么, 单个折射球面的光线光路计算公式、单个折射面的成像公式, 包括垂轴放大率、轴向放大率、角放大率、拉赫不变量等公式。
（2）了解: 共轴球面系统公式、成像条件的概念和相关表述、球面反射镜成像公式；（3）理解: 马吕斯定律；重点：应用光学中的符号规那么, 单个折射球面的光线光路计算公式难点: 单个折射面的成像公式.章节名称理想光学系统（8学时）（1）掌握共轴理想光学系统的成像性质、无限远的轴上（外）物点的共帆像点及光线、无限远的轴上（外）像点的对应物点及光线的性质、物（像）方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质, 光学系统的节点及性质、图解法求像的方法、解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）（2）了解理想光学系统的放大率概念及公式, 理想光学系统两焦距之间的关系, 理想光学系统的组合公式、多个光组组成的理想光学系统的成像公式；重点：物（像）方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质, 光学系统的节点及性质、解析法求像方法难点: 图解法求像的方法.章节名称平面与平面系统（8学时）（1）掌握；折射棱镜的作用, 其最小偏向角公式及应用, 光楔的偏向角公式及其应用；（2）了解；反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念、常用的光学材料种类和特点；（3）理解；平面光学元件的种类和作用、平面镜的成像特点和性质, 平面镜的旋转特性, 光学杠杆原理和应用；重点: 平面镜系统中光线旋转和平移难点：其最小偏向角公式及应用, 光楔的偏向角公式及其应用.章节名称光学系统中的光束限制（6学时）（1）掌握: 孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系、视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；（2）了解: 照相系统的基本结构、成像关系和光束限制、望远系统的基本结构、成像关系和光束限制、显微系统的基本结构、成像关系和光束限制, 物方远心光路原理；（3）理解光瞳衔接原那么及其作用、场镜的定义、作用和成像关系、景深、远景景深、近景景深的概念, 景深公式和影响因素；重点：孔径光阑位置求解难点: 视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系.章节名称光度学和色度学基础（4学时）（2）（1）掌握：光度学中辐射量和光学量的定义、单位, 光度学基本量的定义和单位, 辐射量和光学量的关系；了解: 光传播过程中光学量的主要变化规律；4（3）理解: 颜色的基本概念、性质、定律和相关实验、CIE标准色度学系统简介；重点: 光度学基本量定义难点: 光度学中辐射量计算5.章节名称光线的光路计算及像差理论（7学时）（1）掌握: 像差的定义、种类和消像差的基本原那么；（2）了解: 7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法。
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《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.了解光学的最新发展，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》，,，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:1.掌握几何光学的基本规律.2.理解惠更斯原理和费马原理,掌握光程的概念.3.掌握共轴球面组和薄透镜成像的物象关系公式及作图法.4.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.5.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: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声波一样的反射和折射定律?3.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?4.凸透镜是否一定为会聚透镜?5.一般说来, 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？6.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:1.掌握平面波和球面波的特点及其复振幅描述.2.理解波前的概念.3.掌握光的相干条件,双光束干涉的光强分布公式及其特点.4.理解惠更斯-菲涅耳原理以及菲涅耳积分表达式的意义.5.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.6.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.7.了解瑞利判据及其应用.8.了解五种偏振光, 掌握布儒斯特定律.9.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.比较球面波向平面波过渡的远场条件和傍轴条件.什么情况下远场条件蕴含了傍轴条件? 什么情况下傍轴条件蕴含了远场条件?有人说,相干迭加服从波的迭加原理;非相干迭加不服从波的迭加原理.对吗?2.在杨氏双孔实验中, 双孔间距缩小,干涉条纹有何变化?3.在杨氏双孔实验中,用白光照明,将出现怎样的干涉图样?4.俗话说:“隔着门缝看人--把人看边扁了”、“隔墙有耳”, 从波动光学的角度看,这写话有道理吗?5.为什么圆孔衍射图样的中心强度作亮暗交替变化? 而圆屏衍射图样的中心强度却作单调变化?6.菲涅耳波带片的次焦点和主焦点光强之比是多少?7.菲涅耳圆孔衍射图样的中心点可能是亮的,也可能是暗的,而夫琅和费圆孔衍射图样的中心点总是亮的.这是为什么?8.自然光和圆偏振光都可以看成等幅垂直偏振光的合成,它们之间的主要区别是什么?部分偏振光和椭圆偏振光呢?10.当一束光投射在两种透明介质的分界面上时,会发生只有透射而无反射的情况吗?第三章干涉装置光场的时空相干性教学目的和要求:1.掌握分波前干涉装置中条纹分布特点,理解光场的空间相干性的概念.2.掌握等厚干涉和等倾干涉的基本概念、理论及应用.3.了解迈克尔孙干涉仪和法布里-泊罗干涉仪的原理及应用。
理解光场的时间相干性。
掌握多光束干涉的特点.课程内容:分波前干涉装置 光场的空间相干性 分振幅干涉装置 薄膜干涉 迈克耳孙干涉仪 法布里-泊罗干涉仪 光场的时间相干性 多光束干涉及其应用学时: 12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.在许多分波前干涉装置中,我们发现条纹不是等亮的。
亮纹的强度似乎受某种因子所调制而有一种缓慢的起伏.试解释这种现象.2.试解释教材中图2-12所示现象.3.可以采用什么方法来检验精密机械零件表面的光洁度?4.在傍轴条件下, 等倾干涉条纹的半径与干涉级数有怎样的依赖关系?牛顿环的情况怎样?二者有区别吗?5.在迈克耳孙干涉仪的调节中,(1)当反射镜M 1平移时,如何判断等效的空气层在增厚还是减薄?(2)当你看到直线条纹时,怎样判断等效的空气层哪边厚哪边薄?7.多光束干涉与双光束干涉相比,二者在处理方法和强度分布方面有什么共同和不同之处?干涉条纹各有什么特点?第四章 衍射光栅教学目的和要求:1.掌握多缝夫琅和费衍射强度分布公式及特点。
2.理解光栅光谱仪的分光原理及性能指标。
3.了解X 射线在晶体上的衍射课程内容:多缝夫琅和费衍射 黑白光栅和正弦光栅 光栅光谱仪 三维光栅-- X 射线在晶体上的衍射 学时: 6学时主要教学环节的组织:课堂教学 课堂讨论 小测验思考题:1.为什么dsin λθk =是缝间干涉因子的主极强条件,而asin λθk =确是单缝衍射的暗纹条件?2. N 缝衍射装置中入射光能流比单缝大N 倍,而主极强却大N 2倍,这违反能量守恒吗?3.为了提高光栅的色散本领和色分辨本领,既要求光栅刻线很密(即d 小),又要求刻线总数很多(即N 大). 怎样理解N 增大并不能提高光栅的色散本领? 怎样理解d 减小时虽然扩大两条谱线的角间隔,却不能提高光栅的色分辨本领?第五章 傅里叶变换光学第六章 全息照相了解全息照相的过程、原理及特点。
课程内容:全息照相的过程原理及特点学时：2学时主要教学环节的组织:课堂教学思考题:1.为什么全息术对光源的时间相干性有较高要求?在布置全息纪录的光路时,人们常常注意让参考光路和物光路到达纪录介质的光程尽量相近,这是为什么? 为什么全息台要有很好的防震设备? 第七章光在晶体中的传播教学目的和要求:1.了解双折射现象和基本规律。
2.能够运用惠更斯作图法分析光在单轴晶体中的双折射情况.3.掌握双折射现象的典型应用--晶体器偏振和波晶片.4.掌握圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验.5.理解偏振光干涉的基本原理,能够计算简单情况下的强度分布.6.了解人为双折射现象.7.了解旋光现象.课程内容:双折射晶体光学器件圆偏振光和椭圆偏振光的获得和检验偏振光的干涉及其应用旋光学时：12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.当单轴晶体的光轴与表面呈一定角度时,一束与光轴方向平行的光入射到晶体表面之内时,它是否会发生双折射?2.分析渥拉斯顿棱镜中双折射光线的传播方向和振动方向.3.在一对正交的偏振片之间放一块四分之一波片,以自然光入射.(1)转动四分之一波片的光轴方向时,出射光的强度怎样变化?有无消光现象?(2)如果有强度极大和消光现象,它们在四分之一波片的光轴处于什么方向时出现?这时从四分之一波片出射光的偏振态如何?4.如何区分自然光和圆偏振光? 如何区分部分偏振光和椭圆偏振光?5.在偏振光干涉装置中,其分光束的器件是什么? 其分割光束的方式是分波前还是分振幅?6.教材中第213页思考题6.7.当线偏振光正入射到菲涅耳复合棱镜中时, 分析线偏振光分解成的左旋圆偏振光和右圆偏振光传播方向分开的原因.第八章光的吸收色散和散射1.掌握光的吸收的线性规律,理解复折射率、普遍吸收和选择系数的意义。
2.掌握正常色散和反常色散的特点.3.理解群速的概念.4.掌握瑞利散射定律及喇曼散射的特征。
课程内容:光的吸收正常色散反常色散色散曲线群速和相速光的散射瑞利散射喇曼散射学时：4学时主要教学环节的组织:课堂教学思考题:1.为什么由点燃的香烟冒出的烟是淡蓝的?而吸烟者口中吐出的烟却呈白色?2.汽车上的雾灯为什么选用桔红色?第九章光的量子性激光教学目的和要求:1.了解热辐射现象及普朗克能量子假说,掌握黑体辐射的规律。
2.了解光电效应和爱因斯坦光子假说,理解波粒二象性。
3.了解激光的特性和应用.课程内容:热辐射黑体辐射普朗克公式和能量子假说光电效应爱因斯坦光子假说康普顿效应波粒二象性激光概述学时：6学时主要教学环节的组织:课堂教学思考题:1.一块金属在1100K发出红色的光辉,而此同样温度下,一块石英毫不发光.这是为什么?2.估计一下人体热辐射最强的波长,若人眼对此波长的灵敏度与对绿光差不多,会发生怎样的情况?。