光学课程

2015-09-07

一、课程目的及任务

普通物理中的光学课程是应用物理专业的一门必修的基础课。对于以光

信息技术为究方向的本科生尤为重要。本课程对经典光学的主要原理和应用

作了较深入细致的分析和阐述,并适当介绍了近代光学的发展,为今后学习

光学专业的理论和应用课程打下扎实的基础。

课程名称:光学

课程代码:

课程学分:4学分

课程性质:必修

开课院系:理学院应用物理系

使用教材:

《光学》作者:章志明 沈元华 陈惠芬 出版社:高等教育出版社,2000年第2版

参考教材:

1、《光学教程》 作者:姚启钧 出版社:高等教育出版社 1989年第2版。

2、《光学》 作者:易明 出版社:高等教育出版社 1999年第1版

3、《光学》 作者:潘笃武 贾玉润 出版社:复旦大学出版社1999年第1版

4、《光学》 作者:赵凯华 钟锡华 出版社:高等教育出版社1984年第1版

二、教学要求

第一章 绪 论

1.了解光学学科的发展简史以及人类对于光的本性的认识的深化过程

2.了解光学的内容和它在学术上、应用上的重要性;

3.掌握光是一种电磁波以及光具有波粒二象性;

4.掌握光子与电子之间的不同点与相似性;

第二章 光波的数学表达及叠加原理

1.掌握光的能量和动量的表示式;

2.掌握光电效应和康普顿散射的基本原理;

3.理解光波的数学表达,掌握用指数复函数的形式表示单色平面波、球面波

及其高斯波;

4.理解利用光波的叠加原理分析光波的反射、折射以及光波传播的直线性近似;

5.掌握光程的概念和介质中光折射率的表达式;

6.理解椭圆偏振态的产生和不同频率的光波的叠加。

第三章 几何光学

1.掌握几何光学的三个基本定律和基本概念;

2.掌握由物质等光程原理导出的单球面上的近轴成象公式;

3.掌握薄透镜成象公式及其作图法的原则;

4.掌握用逐次成象法和基点法得出的一般共轴球面系统的成象规律;

5.了解光线转换矩阵方法

6.掌握人眼、显微镜和望远镜的工作原理;

7.理解光瞳、光阑和象差的概念;

8.了解棱镜和光纤的光学原理;

第四章 光的衍射与干涉

1.理解惠更斯—菲涅耳原理和光的衍射现象,掌握波带的概念;

2.了解夫琅禾费衍射的光强分布规律,掌握光学仪器的分辨本领的计算;

3.掌握单缝衍射、双缝衍射与光栅的光强分布的特点,掌握光栅衍射

公式和缺级条件;

4.了解光栅光谱、光栅色散和χ射线衍射;

5.理解时间相干和空间相干的概念;掌握杨氏干涉实验明暗条纹分布的条件

6.掌握等厚干涉的基本原理,了解等倾干涉和薄膜干涉的应用

7.了解迈克耳孙干涉仪和法—珀干涉仪的工作原理及其应用;

第五章 菲涅耳公式与薄膜光学

1.理解菲涅耳公式的推导,掌握布儒斯特定律;

2.掌握利用菲涅耳公式计算反射率、透射率,掌握反射光相位突变的条件;

3.掌握光学导纳递推的方法和零反射条件;

4.了解几种典型的光学薄膜和多层膜χ射线光学的进展;

第六章 光学信息处理与全息照相

1.掌握光学信息处理的4f系统的工作原理,了解傅里叶频谱分析;

2.掌握全息照相的原理和应用;

第七章 光在各向异性介质中的传播

1.理解双折射产生的原理,掌握马吕斯定律的运用;

2.掌握偏振光的基本概念及各种偏振光的鉴别方法,掌握惠更斯作图法;

3.掌握偏振光干涉的计算及其应用;

4.了解沃拉斯顿棱镜和尼科耳棱镜的原理;

5.了解旋光的基本原理;

第八章 光源与激光

1.理解物体发光机制,掌握自发辐射、受激辐射和受激吸收三种辐射的机理

2.了解黑体辐射的理论;掌握激光产生的条件和基本原理;

3.掌握横模和纵模的概念及获得单模的方法;理解锁模和调Q的工作原理;

4.了解常用激光器及其特性;

第九章 非线性光学概要及光电子器件

1.理解光与物质相互作用的机理,掌握线性光学与非线性光学的区别;

2.理解光的吸收,掌握柯西公式,能解释三种光散射现象;

3.了解光学中的激光倍频、混频技术和双稳态等非线性现象;

4.了解光电探测器和光调制器的工作原理及应用;

三、资料下载

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