物理学专业《光学》教学大纲.doc
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1、1光学课程教学大纲一、课程说明一、课程说明本课程总授课时数为 64 学,周学时 4,学分 4 分,开课学期第三学期。1.课程性质:专业必修课光学是物理学专业本科生必修的基础课程。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可估量的发展前途。学好光学,既能为物理学专业学生进一步学习原子物理学、量子力学、相对论、电动力学、现代光学、光电子技术、激光原理及应用、光电子学、光子学等课程准备必要的前提条件,又有助于进一步探讨微观和宏观世界的联系与规律。通过本课程的教学,使学生系统地掌握基本原理和基本知识,培养分析问题、解决问题的能力,通过讲授(包括物理
2、学的历史和前沿的讲授)帮助学生建立辩证唯物主义的观点,提高学生的科学素质。从兰州大学物理学院课程的整体设置出发,考虑到物理基地班与普通班的各自办学特点和人才培养的要求,对光学课程的教学内容进行适当的调整,适当压缩几何光学部分,删除原课程中与其他学科相重复的部分以及相对陈旧的内容,吸收利用最新科学研究成果,着重加强现代光学部分的讲授内容,并注意介绍光学研究前沿新动态,按照物理学近代发展的要求和便于学习的原则组织课程体系。通过本课程的教学,使学生系统地掌握基本原理和基本知识,培养分析问题、解决问题的能力,通过讲授(包括物理学的历史和前沿的讲授)帮助学生建立辩证唯物主义的观点,提高学生的科学素质。2
3、.课程教学目的与要求(1)了解光学发展的基本阶段,培养科学研究的素质,加深辩证唯物主义的理解。(2)了解光学所研究的内容和光学前沿研究领域的概况,培养有现代意识、有远见的新一代大学生。(3)掌握光学的基本原理、基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法。(4)掌握处理光学现象及问题的手段和方法。培养科学研究的方法。(5)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2强,在教学中要展现现代光学技术的成就。(6)在教学中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。(7)采取现代化教学手段,提高学生的学习积极性并发挥其主观能动性,从而提高
4、教学效果。(8)部分注明“*”的章节仅对基地班讲授或其他学生课外自主选择自学。 3、教学大纲内容及学时分配课 时 数章 节标 题理论习题课总课时 绪论光学的研究内容及光学发展史102 第一章费马原理与变折射率光学617 第二章波动光学引论12113 第三章介质界面光学与近场光学显微镜617 第四章干涉装置与光场时空相干性激光12113 第五章多元多维结构衍射617 第六章傅里叶变换光学与相因子分析方 法617第七章光全息术101 第八章光在晶体中的传播10111 第九章吸收 色散 散射202 机动202 合计64872注:教学时数为 64 课时的,有些章节适当调整。4、使用教材与参考书书名作者
5、出版社出版日期教 材现代光学基础 第二版钟锡华北京大学出版社2012参考书光学原理 第七版玻恩电子工业出版社2011新概念物理教 程光学赵凯华高等教育出版社2004光学 第二版崔宏滨,李永平, 康学亮科学出版社2015光学郭永康高等教育出版社2005光学 第三版蔡履中科学出版社20073光学教程姚启钧高等教育出版社2014波动光学冯国英,周寿桓科学出版社2015工程光学郁道银,谈恒英机械工业出版社2006傅里叶光学导 论第三版J.W.Goodman 著 秦克诚 等译电子工业出版社20115.课堂教学方法与手段(1)采用讲授、讨论和研究相结合的方法进行教学。(2)应用光学 CAI 课件进行教学。
6、6.课程考核方法与要求平时作业 30%课堂练习及讨论 10%期末考试(闭卷) 60%二、课程内容与安排二、课程内容与安排绪论绪论 11 学时学时 目的与要求1、重点掌握光学的研究内容以及光学的研究方法;2、了解从五个时期来了解光学的发展史,并从中进一步体会光学的研究方法。0-1 光学的研究内容和方法0-2 光学发展简史萌芽时期、几何光学时期、波动光学时期、量子光学时期、现代光学时期第一章第一章 费马原理与变折射率光学费马原理与变折射率光学 66 学时学时 目的与要求1、深刻理解惠更斯原理和费马原理,并掌握从费马原理和惠更斯原理导出反射定律和折射定律;2、掌握单球面和薄透镜的物像公式和任意光线的
7、作图成像法;3、重点掌握光程的概念及其物理意义;4、掌握变折射率问题的分析方法及光线方程;1-1 几何光学的基本原理几何光学的三个基本实验定律,全反射、单球面成像、薄透镜成像等;41-2 惠更斯原理1-3 费马原理1-4 光程1-5 自然变折射率1-6 人工变折射率强光变折射率1-7 光线方程第二章第二章 波动光学引论波动光学引论 1212 学时学时 目的与要求1、 重点掌握光波的平面简谐波和球面简谐波表示;2、 着重阐明光的相干条件和及其两个补充条件,重点学习杨氏干涉实验及双光束干涉光强的几种表达形式;3、 深刻理解惠更斯菲涅耳原理,并重点掌握菲涅耳积分表达式,掌握标量衍射波理论和巴比涅原理
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