《光学》教学大纲 课程性质 专业必修课 课程编号 Xx405212课程名称 光学 适用专业 物理学 先修课程 高等数学、力学、热学、电磁学 总学时 其中理论64学时，实验0学时学分数4 一、课程简介 光学是物理学专业重要的基础课程之一，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可估量的发展前途。光学的作用，一方面在于为学生较系统地打 好必要的物理基础，另一方面使学生初步学习科学的思维方法和研究问题的办法。这些 都起着开阔思路、激发探索、培养创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。 学好光学，既能为进一步学习的原子物理、量子力学等课程准备必要的条件，又能有助 于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律，并把这些规律用于指导生产实践。 二、课程教学目标 通过光学课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标：1、掌握光学的基本物理概念，运用波动理论分析、解释光的干涉、衍 射、偏振现象，并理解这些现象的应用。2、掌握几何光学的基本概念、成像规律和作 图方法，熟悉典型助视光学仪器的基本原理。3、明确认识光的波粒二象本性，能解释 光的光吸收、散射、色散现象。 能力目标：1、培养学生科学的思维方法，掌握用几何光学和波动光学处理光学问 题的方法，训练学生分析和解决问题的能力。2、培养学生基本的科学素质，使之能够 独立地阅读光学教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清楚的笔 记、小结或读书心得。3、能理解光学是一门古老而有生命的学科，培养学生一定的学 习兴趣，为原子物理、量子力学等课程的学习打下必要的物理基础。 三、课程教学基本要求 课程前：1.了解物理学专业的人才培养方案；2.认真阅读本大纲与光学教材：3.对所用
1 《光学》教学大纲 课程性质 专业必修课 课程编号 xx405212 课程名称 光学 适用专业 物理学 先修课程 高等数学、力学、热学、电磁学 总学时 其中理论 64 学时，实验 0 学时 学分数 4 一、课程简介 光学是物理学专业重要的基础课程之一，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可估量的发展前途。光学的作用，一方面在于为学生较系统地打 好必要的物理基础，另一方面使学生初步学习科学的思维方法和研究问题的办法。这些 都起着开阔思路、激发探索、培养创新精神、增强适应能力、提高人才素质的重要作用。 学好光学，既能为进一步学习的原子物理、量子力学等课程准备必要的条件，又能有助 于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律，并把这些规律用于指导生产实践。 二、课程教学目标 通过光学课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标：1、掌握光学的基本物理概念，运用波动理论分析、解释光的干涉、衍 射、偏振现象，并理解这些现象的应用。2、掌握几何光学的基本概念、成像规律和作 图方法，熟悉典型助视光学仪器的基本原理。3、明确认识光的波粒二象本性，能解释 光的光吸收、散射、色散现象。 能力目标：1、培养学生科学的思维方法，掌握用几何光学和波动光学处理光学问 题的方法，训练学生分析和解决问题的能力。2、培养学生基本的科学素质，使之能够 独立地阅读光学教材、参考书和文献资料，并能理解其主要内容和写出条理较清楚的笔 记、小结或读书心得。3、能理解光学是一门古老而有生命的学科，培养学生一定的学 习兴趣，为原子物理、量子力学等课程的学习打下必要的物理基础。 三、课程教学基本要求 课程前：1.了解物理学专业的人才培养方案；2.认真阅读本大纲与光学教材；3.对所用
教材进行研究，按大纲要求进行内容的取舍。 课程中：要结合学生实际情况对课程内容的难易程度进行调整 课程后：加强对习题的讲解与辅导。 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 了解：光学的研究内容和方法，光学发展简史。 4 理解：波动的独立性、叠加性和相干性。 掌握：由单色波叠加所形成的干涉图样，分波 面双光束干涉 了解：干涉条纹的可见度 光的干涉 理解：分振幅干涉的原理 掌握：等倾干涉、等厚干涉图样的形成和应用 了解：多光束干涉 理解：迈克尔逊千涉仪和法布里-珀罗干涉仪的 原理 掌握：迈克尔逊干涉仪的应用 了解：利用干涉检查光学元件的表面 理解：牛顿环的原理 掌握：干涉的应用 了解：惠更斯-菲涅尔原理 理解：菲涅尔半波带 掌握：菲涅尔圆孔、圆屏衍射 光的衍射 了解：夫琅禾费圆孔衍射光强分布 理解：夫琅禾费圆孔衍射图样的特点 掌握：夫琅禾费单缝衍射光强分布及衍射图样 的特点 了解：光栅衍射光强分布 7
2 教材进行研究，按大纲要求进行内容的取舍。 课程中：要结合学生实际情况对课程内容的难易程度进行调整 课程后：加强对习题的讲解与辅导。 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 光的干涉 了解：光学的研究内容和方法，光学发展简史。 理解：波动的独立性、叠加性和相干性。 掌握：由单色波叠加所形成的干涉图样，分波 面双光束干涉 4 了解：干涉条纹的可见度 理解：分振幅干涉的原理 掌握：等倾干涉、等厚干涉图样的形成和应用 4 了解：多光束干涉 理解：迈克尔逊干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的 原理 掌握：迈克尔逊干涉仪的应用 4 了解：利用干涉检查光学元件的表面 理解：牛顿环的原理 掌握：干涉的应用 2 2 光的衍射 了解：惠更斯-菲涅尔原理 理解：菲涅尔半波带 掌握：菲涅尔圆孔、圆屏衍射 4 了解：夫琅禾费圆孔衍射光强分布 理解：夫琅禾费圆孔衍射图样的特点 掌握：夫琅禾费单缝衍射光强分布及衍射图样 的特点 4 了解：光栅衍射光强分布 4
理解：光栅衍射图样特点 掌握：光栅方程、谱线的缺级现象 3 了解：光线与波面的概念，费马原理 4 理解：单心光束，光导纤维 掌握：光在平面界面上的反射和折射 了解：符号法则，虚物概念 4 几何光学的 理解：球面反射、折射对光束单心性的破坏， 基本原理 逐个球面成像法 掌握：近轴光线条件下球面反射、折射的物像 公式的应用 了解：横向放大率概念 7 理解：近轴物近轴光线成像的条件 学握：近轴光线条件下薄透镜成像问题，薄透 镜的作图求像法 了解：放大本领的概念 光学仪器的 理解：显微镜、望远镜光路图 基本原理 掌握：显微镜、望远镜的放大本领 了解：有效光阑概念 理解：物镜的聚光本领 掌握：有效光阑的计算 了解：分辨本领概念 理解：分光仪器的色分辨本领 掌握：助视仪器的像分辨本领 了解：光的偏振性、双折射现象 7 理解：自然光、线偏振光、部分偏振光，0光 光的偏振 和e光 掌握：马吕斯定律、布儒斯特定律 了解：光在晶体中的波面 理解：正晶体和负晶体、主折射率
3 理解：光栅衍射图样特点 掌握：光栅方程、谱线的缺级现象 3 几何光 学的 基本原理 了解：光线与波面的概念，费马原理 理解：单心光束，光导纤维 掌握：光在平面界面上的反射和折射 4 了解：符号法则，虚物概念 理解：球面反射、折射对光束单心性的破坏， 逐个球面成像法 掌握：近轴光线条件下球面反射、折射的物像 公式的应用 4 了解：横向放大率概念 理解： 近轴物近轴光线成像的条件 掌握：近轴光线条件下薄透镜成像问题，薄透 镜的作图求像法 4 4 光学仪 器的 基本原理 了解：放大本领的概念 理解：显微镜、望远镜光路图 掌握：显微镜、望远镜的放大本领 4 了解：有效光阑概念 理解：物镜的聚光本领 掌握：有效光阑的计算 4 了解：分辨本领概念 理解：分光仪器的色分辨本领 掌握：助视仪器的像分辨本领 4 5 光的偏振 了解：光的偏振性、双折射现象 理解：自然光、线偏振光、部分偏振光，o 光 和 e 光 掌握： 马吕斯定律、布儒斯特定律 4 了解：光在晶体中的波面 理解：正晶体和负晶体、主折射率 2
掌握：利用晶体中波面的特点和惠更斯作图法 确定光在晶体中的传播方向 了解：利用双折射晶体制造各种偏振器件 理解：椭圆偏振光和圆偏振光的获得 掌握：波片、椭圆偏振光和圆偏振光 了解：补偿器 理解：偏振光的干涉 掌握：各种偏振态光的实验检验 五、教学方法与策略 以教师课堂讲授为主，配合多媒体教学手段。开设习题讨论课，加强课外答疑、辅 导。 六、学生学习成效考核方式 考核环节构成 占总成绩 评分依据 (均为100分制)》 的比重 平时成绩 包括课后习题作业和课堂练习、考勒 占30%： 期末成绩 主要包括选择题、填空题、作图题与计算题，时间为占70% 120分钟（闭卷） 七、选用教材 姚启钧原著，《光学教程》第五版，高等教育出版社，2008。 八、参考资料 主要参考书目： [1]姚启钧原著，《光学载程》第二版，高等教育出版社，1989。 [2]赵凯华，钟锡华编著，《光学》，北京大学出版社，1984。 [3]母国光，战元令编著，《光学》，人民教育出版社，1980。 [4]E.赫克特，A.赞斯编著，《光学》，人民教育出版社，1978
4 掌握：利用晶体中波面的特点和惠更斯作图法 确定光在晶体中的传播方向 了解：利用双折射晶体制造各种偏振器件 理解：椭圆偏振光和圆偏振光的获得 掌握：波片、椭圆偏振光和圆偏振光 4 了解：补偿器 理解： 偏振光的干涉 掌握：各种偏振态光的实验检验 4 五、教学方法与策略 以教师课堂讲授为主，配合多媒体教学手段。开设习题讨论课,加强课外答疑、辅 导。 六、学生学习成效考核方式 七、选用教材 姚启钧原著，《光学教程》第五版，高等教育出版社，2008。 八、参考资料 主要参考书目： [1]姚启钧原著，《光学教程》第二版， 高等教育出版社，1989。 [2]赵凯华，钟锡华编著，《光学》，北京大学出版社 ，1984。 [3]母国光，战元令编著，《光学》，人民教育出版社，1980。 [4]E.赫克特，A.赞斯编著，《光学》，人民教育出版社，1978。 考核环节构成 （均为 100 分制） 评分依据 占总成绩 的比重 平时成绩 包括课后习题作业和课堂练习、考勤 占 30%； 期末成绩 主要包括选择题、填空题、作图题与计算题，时间为 120 分钟（闭卷） 占 70%
[5]R.W.狄区本编著，《光学》，高等教育出版社，1980。 大纲起草人：姜利群 大纲审核人：李强 大纲批准人：谢四莲 日期：2016年11月20日 5
5 [5]R.W.狄区本编著，《光学》， 高等教育出版社，1980。 大纲起草人：姜利群 大纲审核人：李强 大纲批准人：谢四莲 日期： 2016 年 11 月 20 日
