大学物理-光学教学视频

大学理工

加载中... 人观看 2022-11-19 09:20

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课程目录

课程介绍

光学中研究光的属性和光在媒质中传播时各种性质的学科。以光是一种波动为基础的物理光学，称为波动光学；以光是一种粒子为基础的物理光学，称为量子光学。本书以光的波动性为主要研究对象，从电磁波理论和傅里叶分析两个角度，研究光的传播、干涉、衍射、偏振性质，以及光的信息处理。在这些经典内容的编排上，力求结构合理、铺垫充分、线索清晰。除了基础内容外，还适当增加了光压、光子晶体、干涉条纹分析等，以反映科学研究和工程应用中的热点问题。

光学是继力学、热学、电磁学之后的第四门理科类专业基础课，是理科学生的一门必修课。本课程作为理科的重要基础课，要让学生通过光学课的学习充分了解光学的基本现象、安稳建立清晰的物理图像、深入掌握光学的基本概念和基本规律、基本了解近代光学中的一些基本概念和当前前沿科研课题的一些研究现状、切实提高独立分析和解决光学问题的能力。既要让学生为相应后继课程（比如：激光原理与技术、非线性光学、量子光学、信息光学、光谱学等）的学习打好知识基础，又要为学生毕业后从事与物理学、尤其与光学有关的科学研究、教学及相关工作做好必要的理论和实验知识的准备。光学课程的重点内容是薄透镜成像、光学仪器、杨氏干涉、相干条件、菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射、衍射光栅、五种偏振态及其转换等。光学课程的学习难点别离是：几何光学中的成像的基本概念，波动光学中的波动的复振幅表示、时空相干性和偏振光的干涉，晶体光学中的双折射。

光的本性（物理光学）也是光学研究的重要课题。微粒说把光看成是由微粒组成，认为这些微粒按力学规律沿直线飞行，因此光具有直线传播的性质。19世纪以前，微粒说比力盛行。但是，随着光学研究的深入，人们发现了许多不能用直进性解释的现象，例如干涉、衍射等，用光的波动性就很容易解释。於是光学的波动说又占了上风。两种学说的争论构成了光学发展史上的一根红线。

狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质彼此作用的科学。光学是物理学的一个重要组成部分，也是与其他应用技术紧密相关的学科。

《光学》是高等师范院校物理教育专业本科生必修的基础课程，是学位课程。

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成估量的发展前途。学好光学，既能为物理系学生进一步学习原子物理、量子力学、相对论等课程准备必要的前提条件，又有助于进一步探讨微不雅观和宏不雅观世界的联系与规律。

2．教学总体目标与要求

通过课堂教学，系统阐述光学的基本概念、理论及研究方法，逐步培养学生物理思维能力（即不雅观察和实验，进而抽象、概括物理本质，以及运用数学知识解决物理问题等方面的能力），使他们在较短的时间内对光学课程的内容有一个尽可能整体的理解，从总体上把握现代科学技术的潮流。

通过实验教学，使学生掌握一些实验的基本知识，培养学生的实验基本技能和基本方法以及实事求是、严格认真的科学态度和工作作风。

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。在教学中还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。采取现代化教学手段，提高学生的学习积极性并发挥其主不雅观能动性，从而提高教学效果。

在教学过程中，各章节需配备必然数量的例题、课堂练习题和课后习题，以巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。并且应尽可能地采取多种教学形式，调动学生学习的积极性和主动性，提高学习效果。

在各章节知识点中，按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次要求。

1.了解

对于本课程的次要内容要求学生能够了解。所涉及的内容都是一些基本概念和简单叙述，只要了解，没有进一步深入和扩展的要求。

2.理解

对于本课程的一般内容要求学生能够理解。即要求学生能够理解所学内容，对所涉及的内容能够进行简单的分析和判断。