《物理光学》课程简介与教学大纲

PAGE5《物理光学》课程简介课程编号：08034008课程名称：物理光学/PhysicalOptics学分:3学时：48（实验：0上机：0课外实践：0）适用专业：光电信息科学与工程，光源与照明建议修读学期：第5学期开课单位：数理科学与工程学院光电工程系先修课程：大学物理，应用光学，电磁场与电磁波考核方式与成绩评定标准：闭卷笔试，平时作业（30%）和期末考试（70%）教材与主要参考书目：教材：《物理光学》，梁铨廷编著，电子工业出版社，2012年第4版参考书目：《光学原理》，Born&Wolf，杨葭荪译，电子工业出版社，2009年第7版《工程光学》，郁道银、谈恒英主编，机械工业出版社，2011年第3版《光学》，蔡履中编著，科学出版社，2007年第3版内容概述：物理光学是从光的波动性出发来研究光的传播规律和它与其他物质之间的相互作用的学科。其内容主要有光的干涉、衍射和偏振，光在各向同性介质中的传播规律(包括光的反射和折射，光的吸收、色散和散射规律)，光在各向异性晶体中的传播规律等。该课程的实现目标是让学生掌握光的基本电磁理论，以及光的干涉、衍射、晶体光学现象的分析和计算，同时掌握常用的、基于物理光学原理的检测仪器、器件和实际中的应用。为进一步学习光电、光电子等专业课程提供应用基础知识。Physicsopticsisasubjectthatstudiesthepropagationlawoflightandtheinteractionbetweenlightandmatterbasedthewaveopticstheory.Itsmaincontentsincludeinterference,diffraction,polarizationoflight,propagationlawoflightinisotropicmedia(includereflectionandrefractionoflight,absorption,dispersionandscatteringoflight),propagationoflightinanisotropiccrystals,etc.Therequirementsofcoursearetomakestudentsmasterthebasicconceptsandtheoriesofelectromagnetictheoryforopticalwave,andtheanalysisandcomputationofopticalinterference,diffractionandcrystaloptics.Comprehensionofthephenomenonandapplicationabouttheequipmentsandapparatusconcerningofphysicalopticsarealsorequired.Thefundamentaltheoryforfurthercoursesofopt-electricalandphotonicstheoryareoffered.《物理光学》教学大纲课程编号：08034008课程名称：物理光学/PhysicalOptics学分:3学时：48（实验：0上机：0课外实践：0）适用专业：光电信息科学与工程，光源与照明建议修读学期：第5学期开课单位：数理科学与工程学院光电工程系先修课程：大学物理，应用光学，电磁场与电磁波一、课程性质、目的与任务物理光学是光电信息科学与工程专业的一门重要的专业基础课程，是光电、仪器仪表类专业必修的主干核心课，课程旨在让学生提高对光学基础知识的认识和把握，掌握用波动光学的方法分析光的干涉、衍射和偏振现象。教学目标：要求学生掌握光的基本电磁理论，以及光的干涉、衍射、晶体光学现象的分析和计算，能够了解常用的、基于物理光学原理的检测仪器、器件和实际中的应用，并具有一定的创新能力。(对应毕业要求：2、5、6、12)本课程目标全部为课程教学活动，课程教学活动对学生能力培养的安排。课程的目的是使学生掌握用电磁理论的方法分析光在各向同性和各向异性介质中的传播规律，主要包括光的干涉、衍射和偏振现象。具体要求如下：(1)要求学生掌握光的电磁理论和光的叠加分析；(2、5、6)(2)要求学生掌握光的干涉和常用的干涉仪器；(2、5、6、12)(3)要求学生掌握光的衍射、夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射；(2、5、6、12)(4)要求学生掌握晶体光学基础和光的偏振分析；(2、5、6、12)二、教学内容及学时分配本课程总学时数为48学时，其中理论教学为48学时；课程教学共有6章，具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注第一章光的电磁理论8第一节光的电磁性质A☆讲授第二节平面电磁波A☆△讲授第三节球面波与柱面波B讲授第四节光辐射、电磁场的边值关系B讲授第五节光在介质分界面上的反射和折射A☆△讲授第六节全反射B☆讲授第七节光的吸收、色散和散射B讲授第二章光波的叠加与分析4第一节同频率、振动方向相同的波的叠加A☆讲授第二节同频率、振动方向垂直的波的叠加A☆△讲授第三节不同频率的两个单色光波的叠加B△讲授第三章光的干涉和干涉仪10第一节光波的干涉及实现方法A讲授第二节杨氏干涉与其他分波前干涉A☆讲授第三节条纹对比度A☆△讲授第四节平行平板产生的干涉A☆△讲授第五节楔形平板产生的干涉A☆△讲授第六节用牛顿环测量透镜的曲率半径A☆讲授第七节典型双光束干涉系统及其应用B☆讲授第四章多光束干涉与光学薄膜4第一节平行平板的多光束干涉A☆△讲授第二节法布里—珀罗干涉仪及应用A☆△讲授第三节多光束干涉在薄膜理论中的应用C讲授第五章光的衍射12第一节惠更斯—菲涅尔原理B☆△讲授第二节菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射A☆△讲授第三节矩孔和单缝的夫琅禾费衍射A☆讲授第四节圆孔的夫琅禾费衍射A☆△讲授第五节光学成像系统的衍射和分辨本领A☆△讲授第六节多缝夫琅禾费衍射A☆讲授第七节衍射光栅A☆△讲授第八节菲涅尔衍射B☆△讲授第六章光的偏振与晶体光学基础10第一节偏振光和自然光A讲授第二节晶体的双折射A☆△讲授第三节双折射的电磁理论B☆△讲授第四节晶体光学性质的图形表示A☆讲授第五节光波在晶体表面的反射和折射B☆△讲授第六节晶体光学器件B☆△讲授第七节偏振的矩阵表示A☆讲授第八节偏振光的干涉B☆讲授（教学基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配1、双光束干涉及其测量4学时验证性必做2、自组装迈克尔逊干涉仪及其测量4学时设计性必做3、典型孔径衍射及其光强测量4学时验证性必做4、偏振光产生与检验4学时设计性必做以上实验内容开设《物理光学实验》课程进行教学。四、教学方法与教学手段采用多媒体教学课件进行课题教学。课程教学以课堂讲授为主，结合作业及专题报告等共同实施。专题报告，以小组方式开展，题目可自拟。主讲教师为每个小组提供咨询，检查工作进度，帮助学生改善方案，从而使学生更好地解决报告中实际的问题。五、考核方式与成绩评定标准课程考核采用百分制。课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用考勤、作业、课堂提问和专题报告相结合的方式；期终成绩考核采用闭卷考试方式，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。六、教材与主要参考书目教材：《物理光