物理光学课程要求

♦为什么学？ 与其他课程的关系
电动力学
几何光学
物理光学
激光原理……光纤光学……红外技术
与傅里叶光学（信息光学）关系
物理光学
以电磁波理论为基础
傅里叶光学
以线性系统、傅里叶分析为工具
两者的视角不同，对光学现象的分析各有优势 傅里叶光学（信息光学）另课开出
需求推动科学发展
Artifact vs. quantum standards:
Course Information
Grades Homework ~ 20 % quiz ~ 10 % Final ~ 50 % Mini-Project ~20%
Late homework and quiz are not accepted Quiz: on the class in collaboration Final: Closed book 64 Hours /4.0 credit
自动对焦工作节拍
半按快门
全按快门
曝光时间
关
自动对焦开
关
光机电 --- 防抖动
稳定器工作节拍
半按快门 全按快门
曝光时间
关
稳定器开
关
陀螺仪 感应振动
滤波放大 信号放大
CPU 移动距离
驱动 镜头电机
镜片移动 振动补偿
光机电算 --- 数码相机
学科综合，能力提升
工程技术通常是许多学科的综合运用
算法
答疑、课外辅导 -- 从第4周开始，每周1次
第4周——杨振宇、万助军； 第5周——竺子民、郜定山； 第6周——王英、万辰皓； 第7周——杨振宇、万助军； 第8周——竺子民、郜定山； 第9周——王英、万辰皓； 第10周——杨振宇、万助军； 第11周——竺子民、郜定山； 第12周——王英、万辰皓； 第14周——杨振宇、万助军； 第15周——竺子民、郜定山； 第16周——王英、万辰皓； 第17周——杨振宇、万助军 另外，考试前一周再最后安排一次答疑辅导
波粒二相性 – 强弱
When light is strong enough, travels in vacuum or propagates in objects with little (almost no) energy exchanged, it like waves
Other times when light is very dim, absorbed by atoms or emitted by atoms, it behaviors like “particles” called as “photons” by Einstein
剑桥大学工程科学博士在读 郭旭涵（05级中法班）
国外同学学习的知识都很扎实，问到了都能用自己的理 解讲出来，导师也十分鼓励完全理解了一个问题后再向 前进，而不是能在书上找到答案。
国外比国内学术氛围更开放，但是要求也更高。基础特 别重要。很多问题必须是你在这个领域有很深的基础了 才能提出很好的看法和有很好的思路去做下去。所以还 是挺难的
物理光学学习指南
♦学什么 ♦怎么学
王英 南七楼 306# laserwy@sina.com
课堂练习10% +(电子\纸质作业）20% + Miniproject20% + 期末考试 50%
课程信息
Course Outline
I. 绪论；光的电磁理论 II. 光波与介质，波的叠加 III. 干涉 IV. 衍射 VI. 光的偏振性及应用
参考书目
M.波恩，光学原理（上、下），科学出版社 梁铨廷，物理光学（第3版），电子工业出版社，2008 谢敬辉，赵达尊，阎吉祥编著，物理光学教程，北京
理工大学出版社，2005 严瑛白，应用物理光学，机械工业出版社，1990
教材： 竺子民，物理光学，华中科技大学出版社，2009年
♦总体要求
课堂：突出知识点 以点带面 学习：自主学习 团队协作 课后作业：复习强化课堂内容 Min-project：问题 – 分析方法 - 解决 电子作业：强化物理概念 工具辅助 课堂练习：学以致用 活学活用 有事缺课，请提前请假。
A metal bar: 1889-1960
The modern meter:
The meter is the length of the path traveled by light in vacuum during a time interval of 1/299,792,458 of a second
Ref @ hyperphysics
彩色视觉
—显示色域
光度学 — 照明光度
视觉 — 眼睛光学
散射 — 大气光学效应、非线性效应
A B
♦怎么学
知识的布鲁姆分类法
知识的布鲁姆分类：知识、理解、应用、分析、综合、评 估等几个类别
分类技能的培养齐头并进 侧重于分析、应用、综合、评估这些“高层次思维” （将大脑的一部分（如记忆部分）解放出来：被电脑、智能
♦过程要求（要求每人必做）
课堂练习：（3次） 课堂现场出题、现场解答、当堂提交； 题目类型是各个知识点，偏向实用； 该环节错过不补；
占总成绩的10%；
♦过程要求 （要求每人必做）
作业 （20%）= 纸质作业（每章若干） + 电子作业（4次）
电子作业要求以报告形式提交： 题目要求 数学模型 完成matlab计算或图形演示 提供代码和结果；
Schedule
Week 1 - 2. Perface，Chapter I Week 3 - 5. Chapter II Week 6 - 9. Chapter III Week 10 - 14. Chapter VI Week 14 - 17. Chapter IV，Review
柔性：激光3D打印机
快速、低成本地从提供一种产品或服务转换为提供另一种产 品或服务
计算机三维模型
在Z向分层 层片的轮廓
激光烧结 激光切割 激光热熔
加工参数 生成数控代码
层片联接 三维模型
例：成像的发展 --- 光到数码相机
（光线）
透镜成像 （光学）
数码相机 （光机电算）
传统相机 （光机）
光机电 --- 自动对焦
4 .10 14
6 .10 14 t
− 1.8wenku.baidu.com2
8 .10 14
1 .10 13
1×10− 13
2
0
2 .10 14
1×10− 14
4 .10 14
6 .10 14 t
− 1.977
8 .10 14
1 .10 13
10×10− 14
2
0
2 .10 14
1×10− 14
4 .10 14
5、总结与感想
6、本组成员在本专题中各自承担的任务
报告内容要完整，努力做到：会学、会写、会讲。
学习网站
华中科技大学→学校概况→院系设置→光电子科学与工程学院→物理光学 http://www.optics.arizona.edu/classes/default.htm （亚利桑那光学课程学习资源） http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html （HyperPhysics， Georgia State University，Carl R. (Rod) Nave ） http://www.eng.warwick.ac.uk/~espbc/index.htm (Optical Engineering Laboratory, University of Warwick ) http://oe.hust.edu.cn/(S(yx4why45tbo3pbfbqtgakb3d))/sub_web/syzx/showlist.
♦过程要求 - Mini-project 20% （小组提交）
Mini-project：4个，每组要求必须完成2个；按组提交报 告，在课外完成; （演示ppt，轮流宣讲）
分组： （4-5人一组，自由组合） 光材1101：1-6组；光材1102： ：7-13组；中法1101：14-
19组；中法1102：10-26组；
每组一次宣讲机会，7分钟讲解，3分钟提问、讨论； 假期完成分组、选题，开学第一次课提交分组和选题结果。
♦过程要求 - Mini-project 侯选题目
课外查询相关资料，课后完成报告（网上提交主讲教师）： 1、复折射率与色散、吸收的理解； 2、干涉与光源相干性理解； 3、衍射与透镜聚焦光斑特性分析； 4、光的偏振及描述
电
光
控制
机
热
材料
磁
案例：假期电子作业1参考图形
2 1.866
1
E1(t)+ E2(t)
E1( t )
0
E2( t )
1
2 1.802
1
E1(t)+ E2(t)
E1( t )
0
E2( t )
1
2 2
1
E1(t)+ E2(t)
E1( t )
0
E2( t )
1
− 1.866
2
0
2 .10 14
1×10− 14
aspx?type=select_prize_topic （ 工程光学的数学基础、静电场的散度和旋度、常用物理常数、 光学相关资源）
学什么？
光学 -- 研究光传播规律的科学； 光学 -- 研究光与物质相互作用的科学；
学什么
电磁 波谱
Optics may be divided into four stages: Ray Optics Wave Optics Electromagnetic Optics (Electrodynamics) Quantum Optics (Quantum Electrodynamics)
手机等外部智能辅助设备所取代）
怎么学
例子：颜色—彩色
R+G+B R
(G+B) absorbed
All colors are absorbed CEhXestCerEF.PCTarlsRonECeDnt.er for
Imaging Science
玻璃缸 + 不透明红 墨水 看到什么
颜色？
知识 -- 具体事实 理解 -- 能否解释 应用 -- 一件X色衣服，如何分析？检验？ 综合 -- 归纳出一般物理规律 评价 -- 评判这个物理模型是否合理
Lecture Information
Contact Wang Ying, instructor laserwy@sina.com 15392861767 Aasistant

Counseling Classroom: unknow, Block East 9 hours: 8:00-9:30 pm, Thursday.
量子光学
几何光学
非线性光学
波粒二相性 — 大小
This dual nature never occurs under the same condition
If objects are big enough, they behaviour like “particles” --- Classical (or Newton) Mechanics If objects are small (size ~ nm), they behaviour like “waves” --- Quantum Mechanics Similarly, light has the dual nature
导师给你的课题，会给你一个大致的方向，导师希望你 能提出创新性的意见，但是一般导师都有很多问题去激 发你的想法。
巴黎11大学生 余天嶺（05级中法班）
法国的学习比国内要扎实。授课与课堂练习平行进行。 课堂练习：采用正在研究或者已经完成的科研项目，简
化后提出涵盖各个知识点的问题让学生来解决，从问题 的提出，到解决，再到改进，经过一个完成的思维过程。 法国同学做一项工作，哪怕这个工作很简单，他们会从 头到尾把问题研究透解决好，并且标出数据的误差情 况，改进的途径和手段也都一一提出建议。 注重成果的展示，包括PPT的制作和Presentation。如 果不能得到他人的认同，让别人信任并使用你的工作成 果，再出色的工作也是没有意义的。
♦过程要求
Mini-project报告格式要求： 1、项目要求； 2、技术方案（路线）或建模； 3、仿真条件、结果、分析； 4、学科拓展
成绩评定（ 总成绩10% ）：
¾报告：小组成绩 x q1 + 组内成 员贡献 x q2
¾宣讲：老师评分 x q3 + 其他小 组同学评分 x q4
qi：加权系数。