光學(xué)教學(xué)大綱

1、教學(xué)大綱一、課程根本信息課程名稱：光學(xué)Optics課程號(hào)：20212140課程類別：根底課學(xué)時(shí)：72學(xué)分：4二、教學(xué)內(nèi)容及要求緒論 共1學(xué)時(shí)要求：1. . 了解光學(xué)研究的內(nèi)容.2. 了解光學(xué)開展簡史.3. 了解現(xiàn)代光學(xué)的開展簡況及其前景.第一章幾何光學(xué)的根本原理共8學(xué)時(shí)要求：1 . 了解幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在光波長趨于零的情況下的近似.2 .掌握費(fèi)馬原理.3 .掌握光在平面上反射和折射的規(guī)律,掌握棱鏡的特性及其應(yīng)用.4 .掌握光導(dǎo)纖維原理并了解其在現(xiàn)代高新技術(shù)中的應(yīng)用.5 .掌握薄透鏡及其組合的成像特性.6 .掌握共軸球面系統(tǒng)成像的矩陣方法.主要內(nèi)容：1.1 幾何光學(xué)的根本定律1.2 費(fèi)馬原理1

2、.3 成像的根本概念1.4 光在平面上的反射和折射1.5 光導(dǎo)纖維1.6 棱鏡1.7 光在單球面上的折射和反射1.8 薄透鏡1.9 共軸球面系統(tǒng)的逐次成像法1.10 共軸球面系統(tǒng)傍軸成像的矩陣方法第二章 光闌、像差和成像光學(xué)儀器共5學(xué)時(shí)要求：1 .掌握孔徑光闌和視場光闌的重要作用.2 . 了解各種像差及其成因,熟悉復(fù)合物鏡及目鏡的消色差條件.3 .掌握成像光學(xué)儀器的原理、結(jié)構(gòu)及其特性.主要內(nèi)容：2.1 光闌2.2 像差2.3 人眼的光學(xué)系統(tǒng)2.4 放大鏡和目鏡2.5 顯微鏡2.6 望遠(yuǎn)鏡第三章光涉及其在各向同性介質(zhì)界面的反射和折射共6學(xué)時(shí)要求：1 .掌握光波場的數(shù)學(xué)描述及其時(shí)空特性.2 .掌握

3、光波的各種偏振態(tài)、偏振梯度場.3 .掌握光波在各向同性介質(zhì)界面上的反射、折射的各種規(guī)律.4 . 了解負(fù)折射率介質(zhì)的光學(xué)特性.主要內(nèi)容：3.1 光波3.2 光波場的數(shù)學(xué)描述3.3 波函數(shù)的復(fù)數(shù)表示復(fù)振幅3.4 光波的偏振態(tài)3.5 光在各向同性介質(zhì)界面的反射和折射*3.6負(fù)折射率介質(zhì)第四章光的干預(yù)共11學(xué)時(shí)要求：1 .掌握波的疊加原理.2 .掌握光波相干的條件.3 .掌握分波前干預(yù)和分振幅干預(yù)裝置及其光程差計(jì)算方法、干預(yù)現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.4 .掌握光場的時(shí)間相干性和空間相干性.5 .掌握邁克耳孫干預(yù)儀的原理及應(yīng)用.6 . 了解傅里葉變換光譜儀和光學(xué)相干層析術(shù).7 .掌握多光束干預(yù)的光強(qiáng)分布規(guī)律及

4、其應(yīng)用,了解法布里-珀羅干預(yù)儀.主要內(nèi)容：4.1 波的疊加和干預(yù)4.2 光波相干的條件和產(chǎn)生方法4.3 楊氏實(shí)驗(yàn)4.4 其它幾種兩光束分波前干預(yù)裝置4.5 兩束平行光的干預(yù)4.6 光源的光譜展寬對(duì)干預(yù)條紋可見度的影響光場的時(shí)間相干性4.7 光源的空間展寬對(duì)干預(yù)條紋可見度的影響光場的空間相干性局部相干性4.8 薄膜干預(yù)一：等傾干預(yù)4.9 薄膜干預(yù)二：等厚干預(yù)4.10 薄膜干預(yù)三：應(yīng)用舉例4.11 邁克耳孫干預(yù)儀*4.12傅里葉變換光譜儀光學(xué)相干層析術(shù)4.13 多光束干預(yù)4.14 法布里珀羅干預(yù)儀第五章光的衍射共8學(xué)時(shí)要求：1 .掌握惠更斯-菲涅耳原理.2 .熟悉菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射產(chǎn)生的條件

5、,學(xué)習(xí)近似處理衍射問題的科學(xué)方法.3 .掌握夫瑯禾費(fèi)衍射現(xiàn)象的規(guī)律及成像儀器的像分辨本領(lǐng)的概念.4 .掌握光柵的原理、特性和重要應(yīng)用.5 .熟悉菲涅耳衍射現(xiàn)象的規(guī)律.6 .掌握波帶片的制作原理及其成像規(guī)律.主要內(nèi)容：5.1 光的衍射現(xiàn)象5.2 惠更斯一菲涅耳原理5.3 狹縫和矩孔的夫瑯禾費(fèi)衍射5.4 圓孔、圓環(huán)和多邊形孔的夫瑯禾費(fèi)衍射5.5 互補(bǔ)屏 巴比涅原理5.6 成像儀器的像分辨本領(lǐng)5.7 振幅型平面透射光柵5.8 光柵光譜儀的特性5.9 正弦型振幅光柵5.10 閃耀光柵5.11 菲涅耳衍射5.12 波帶片第六章光信息處理及全息術(shù)共6學(xué)時(shí)要求1 . 了解用傅里葉分析方法和線性系統(tǒng)理論,討論

6、光的傳播、衍射、成像等問題.2 .掌握空間頻譜的概念,熟悉頻譜分析方法.3 .掌握阿貝成像原理及空間頻率濾波的應(yīng)用.4 .掌握全息照相的概念、原理、特點(diǎn)及應(yīng)用,了解全息術(shù)的新進(jìn)展.主要內(nèi)容：6.1 傅里葉變換6.2 衍射理論中的傅里葉方法6.3 理想薄透鏡的傅里葉變換作用6.4 阿貝成像原理6.5 空間頻率濾波6.6 光全息術(shù)第七章 光在晶體中的傳播共6學(xué)時(shí)要求：1 .熟悉晶體雙折射現(xiàn)象,掌握惠更斯作圖法.2 .掌握幾種產(chǎn)生線偏振光的光學(xué)元件的工作原理.3 .掌握相位延遲器的原理及其在偏振態(tài)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用.4 .熟悉偏振光的干預(yù)規(guī)律,了解顯色偏振.5 .熟悉旋光現(xiàn)象的規(guī)律及用圓雙折射概念解釋旋光

7、現(xiàn)象.6 .熟悉光調(diào)制器件的原理及應(yīng)用.7 .掌握偏振態(tài)變換的矩陣計(jì)算.主要內(nèi)容：7.1 晶體的雙折射和雙反射7.2 產(chǎn)生線偏振光的元件7.3 相位延遲器7.4 偏振光通過波晶片后偏振態(tài)的變化7.5 偏振光的干預(yù)7.6 旋光及圓二色性7.7 光調(diào)制器*7.8偏振態(tài)及其變換的矩陣描述第八章光的吸收、色散和散射共4學(xué)時(shí)要求：1 . 了解光在各向同性介質(zhì)中傳播時(shí)的吸收、色散和散射等現(xiàn)象,熟悉光與物質(zhì)相互作用的微觀機(jī)理.2 .掌握光的相速及群速的概念.3 . 了解基于光的吸收及散射現(xiàn)象而開展起來的差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)及激光雷達(dá)技術(shù)的根本原理、儀器結(jié)構(gòu)及其在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用.主要內(nèi)容：8.1 光的吸收8.2 光的色散8.3 光的相速和群速8.4 光的散射*8.5光的吸收及散射在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用第九章激光與非線性光學(xué)共4學(xué)時(shí)要求：1 . 了解各種激光器的工作原理,熟悉激光的特性并了解其重要應(yīng)用.2 .掌握光學(xué)倍頻、光學(xué)混頻和光學(xué)相位共軻原理,并了解其在高新技術(shù)中