《現(xiàn)代光學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

第頁(yè)《現(xiàn)代光學(xué)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱課程名稱(chēng)：現(xiàn)代光學(xué)導(dǎo)論

課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)選修課適用專(zhuān)業(yè)：物理學(xué)

考核方式：考查

總學(xué)時(shí)、學(xué)分：32學(xué)時(shí)2學(xué)分

其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：

0

學(xué)時(shí)一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)《現(xiàn)代光學(xué)導(dǎo)論》是依據(jù)四年制本科物理學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)選修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)從經(jīng)典波動(dòng)光學(xué)到現(xiàn)代變換光學(xué)的基本概念和規(guī)律、典型現(xiàn)象和重要應(yīng)用，以及諸多方面的新進(jìn)展。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合近代光學(xué)發(fā)展前沿，開(kāi)拓學(xué)生理論用于實(shí)踐的方法和創(chuàng)新思路，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為從事光學(xué)信息處理工作和近代光學(xué)信息處理技術(shù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。其具體的課程教學(xué)目標(biāo)為：課程教學(xué)目標(biāo)1：在經(jīng)典光學(xué)基礎(chǔ)上，利用線性系統(tǒng)理論和傅里葉分析方法分析光學(xué)問(wèn)題；從光的物理本質(zhì)電磁波出發(fā)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)現(xiàn)代光學(xué)的基礎(chǔ)理論,介紹光學(xué)信息處理技術(shù)的原理以及最新技術(shù)進(jìn)展。課程教學(xué)目標(biāo)2：理解傅里葉變換所包含的光學(xué)變換的概念、思想基礎(chǔ)和數(shù)理能力，使學(xué)生在以后的工作或者科學(xué)研究中遇到其他種類(lèi)的變換比如分?jǐn)?shù)傅里葉變換和小波變換等，也能較快地掌握，同時(shí)也可讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)中的重要地位。課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求123456789教學(xué)目標(biāo)1L

HM

LM

M教學(xué)目標(biāo)2

LH

MM

注：以關(guān)聯(lián)度標(biāo)識(shí)，課程與某個(gè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度可根據(jù)該課程對(duì)相應(yīng)畢業(yè)要求的支撐強(qiáng)度來(lái)定性估計(jì)，H表示關(guān)聯(lián)度高；M表示關(guān)聯(lián)度中；L表示關(guān)聯(lián)度低。二、課程教學(xué)要求學(xué)生應(yīng)預(yù)修普通物理、高等數(shù)學(xué)、光學(xué)等課程。三、先修課程普通物理、高等數(shù)學(xué)、光學(xué)四、課程教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn):現(xiàn)代光學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本概念。難點(diǎn):現(xiàn)代光學(xué)的物理機(jī)制。五、課程教學(xué)方法與教學(xué)手段采用課堂講授式、討論式等教學(xué)方法，借助多媒體輔助教學(xué)手段。通過(guò)閱讀主要參考書(shū)目、網(wǎng)上查詢(xún)、資料整理和專(zhuān)題討論，加深對(duì)現(xiàn)代光學(xué)基本原理的了解，并了解該學(xué)科的發(fā)展前沿。六、課程教學(xué)內(nèi)容第一章：波動(dòng)光學(xué)引論（8學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容

（1）光波干涉引論；

（2）光波衍射引論；

（3）偏振光學(xué)引論；

（4）光波的時(shí)空相干性。2．重、難點(diǎn)提示（1）光波的干涉與衍射的原理；（2）時(shí)間相干性與空間相干性的關(guān)系。第二章近代光學(xué)引論（6學(xué)時(shí)）1．教學(xué)內(nèi)容（1）光波描繪與特點(diǎn)；

（2）菲涅耳近似與夫瑯禾費(fèi)近似；

（3）位相可視技術(shù)；

（4）光速引論。2．重、難點(diǎn)提示（1）菲涅耳衍射與夫瑯和費(fèi)衍射的關(guān)系（2）弱位相編碼、相速度與群速度。第三章系統(tǒng)理論（8學(xué)時(shí)）

1．教學(xué)內(nèi)容

（1）傅立葉變換及其性質(zhì)；

（2）卷積與相關(guān)；

（3）線性系統(tǒng)理論；

（4）抽樣定理。2．重、難點(diǎn)提示（1）傅里葉變換、卷積與相關(guān)的光學(xué)對(duì)應(yīng)；（2）線性不變系統(tǒng)、函數(shù)抽樣與還原。第四章標(biāo)量衍射理論（6學(xué)時(shí)）

1．教學(xué)內(nèi)容

（1）基爾霍夫衍射理論

（2）衍射的角譜理論（3）透鏡的相位變換作用與傅立葉變換特性

（4）光學(xué)成像系統(tǒng)的頻譜分析2．重、難點(diǎn)提示（1）空間頻率和空間頻譜的概念、角譜理論；（2）透鏡的相位變換作用；（3）傅里葉變換的光學(xué)實(shí)現(xiàn)。第五章光學(xué)信息處理技術(shù)（4學(xué)時(shí)）

1．教學(xué)內(nèi)容

（1）阿貝成像原理與空間濾波實(shí)驗(yàn)；（2）光學(xué)信息處理；（3）傅里葉變換輪廓術(shù)；（4）光學(xué)測(cè)量。2．重、難點(diǎn)提示阿貝成像理論、空間濾波、傅里葉光學(xué)的應(yīng)用。七、學(xué)時(shí)分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)一波動(dòng)光學(xué)引論80二近代光學(xué)引論60三系統(tǒng)理論80四標(biāo)量衍射理論60五光學(xué)信息處理技術(shù)40總計(jì)

320八、課程考核方式1.考核方式：筆試；開(kāi)卷2.成績(jī)構(gòu)成：期末考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)九、選用教材和參考書(shū)目[1]《現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)》（第二版），鐘錫華編，北京大學(xué)出版社，2012年；[2]《現(xiàn)代光學(xué)工程》，沃倫.史密斯編，化學(xué)工業(yè)出版社，2011年；[3]《現(xiàn)代光學(xué)》（第二版），劉繼芳、忽滿(mǎn)利編，西安電子科技大學(xué)出版社，2009年；[4]《光學(xué)教程》（第五版），華東師范大學(xué)教材編寫(xiě)組改編（姚啟鈞原著），高等教育出版社,2014年；[5]《傅里葉光學(xué)》