光学教学大纲

1、教学大纲一、课程根本信息课程名称：光学Optics课程号：20212140课程类别：根底课学时：72学分：4二、教学内容及要求绪论 共1学时要求：1. . 了解光学研究的内容.2. 了解光学开展简史.3. 了解现代光学的开展简况及其前景.第一章几何光学的根本原理共8学时要求：1 . 了解几何光学是波动光学在光波长趋于零的情况下的近似.2 .掌握费马原理.3 .掌握光在平面上反射和折射的规律,掌握棱镜的特性及其应用.4 .掌握光导纤维原理并了解其在现代高新技术中的应用.5 .掌握薄透镜及其组合的成像特性.6 .掌握共轴球面系统成像的矩阵方法.主要内容：1.1 几何光学的根本定律1.2 费马原理1

2、.3 成像的根本概念1.4 光在平面上的反射和折射1.5 光导纤维1.6 棱镜1.7 光在单球面上的折射和反射1.8 薄透镜1.9 共轴球面系统的逐次成像法1.10 共轴球面系统傍轴成像的矩阵方法第二章 光阑、像差和成像光学仪器共5学时要求：1 .掌握孔径光阑和视场光阑的重要作用.2 . 了解各种像差及其成因,熟悉复合物镜及目镜的消色差条件.3 .掌握成像光学仪器的原理、结构及其特性.主要内容：2.1 光阑2.2 像差2.3 人眼的光学系统2.4 放大镜和目镜2.5 显微镜2.6 望远镜第三章光涉及其在各向同性介质界面的反射和折射共6学时要求：1 .掌握光波场的数学描述及其时空特性.2 .掌握

3、光波的各种偏振态、偏振梯度场.3 .掌握光波在各向同性介质界面上的反射、折射的各种规律.4 . 了解负折射率介质的光学特性.主要内容：3.1 光波3.2 光波场的数学描述3.3 波函数的复数表示复振幅3.4 光波的偏振态3.5 光在各向同性介质界面的反射和折射*3.6负折射率介质第四章光的干预共11学时要求：1 .掌握波的叠加原理.2 .掌握光波相干的条件.3 .掌握分波前干预和分振幅干预装置及其光程差计算方法、干预现象的规律及其应用.4 .掌握光场的时间相干性和空间相干性.5 .掌握迈克耳孙干预仪的原理及应用.6 . 了解傅里叶变换光谱仪和光学相干层析术.7 .掌握多光束干预的光强分布规律及

4、其应用,了解法布里-珀罗干预仪.主要内容：4.1 波的叠加和干预4.2 光波相干的条件和产生方法4.3 杨氏实验4.4 其它几种两光束分波前干预装置4.5 两束平行光的干预4.6 光源的光谱展宽对干预条纹可见度的影响光场的时间相干性4.7 光源的空间展宽对干预条纹可见度的影响光场的空间相干性局部相干性4.8 薄膜干预一：等倾干预4.9 薄膜干预二：等厚干预4.10 薄膜干预三：应用举例4.11 迈克耳孙干预仪*4.12傅里叶变换光谱仪光学相干层析术4.13 多光束干预4.14 法布里珀罗干预仪第五章光的衍射共8学时要求：1 .掌握惠更斯-菲涅耳原理.2 .熟悉菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射产生的条件

5、,学习近似处理衍射问题的科学方法.3 .掌握夫琅禾费衍射现象的规律及成像仪器的像分辨本领的概念.4 .掌握光栅的原理、特性和重要应用.5 .熟悉菲涅耳衍射现象的规律.6 .掌握波带片的制作原理及其成像规律.主要内容：5.1 光的衍射现象5.2 惠更斯一菲涅耳原理5.3 狭缝和矩孔的夫琅禾费衍射5.4 圆孔、圆环和多边形孔的夫琅禾费衍射5.5 互补屏 巴比涅原理5.6 成像仪器的像分辨本领5.7 振幅型平面透射光栅5.8 光栅光谱仪的特性5.9 正弦型振幅光栅5.10 闪耀光栅5.11 菲涅耳衍射5.12 波带片第六章光信息处理及全息术共6学时要求1 . 了解用傅里叶分析方法和线性系统理论,讨论

6、光的传播、衍射、成像等问题.2 .掌握空间频谱的概念,熟悉频谱分析方法.3 .掌握阿贝成像原理及空间频率滤波的应用.4 .掌握全息照相的概念、原理、特点及应用,了解全息术的新进展.主要内容：6.1 傅里叶变换6.2 衍射理论中的傅里叶方法6.3 理想薄透镜的傅里叶变换作用6.4 阿贝成像原理6.5 空间频率滤波6.6 光全息术第七章 光在晶体中的传播共6学时要求：1 .熟悉晶体双折射现象,掌握惠更斯作图法.2 .掌握几种产生线偏振光的光学元件的工作原理.3 .掌握相位延迟器的原理及其在偏振态转换中的应用.4 .熟悉偏振光的干预规律,了解显色偏振.5 .熟悉旋光现象的规律及用圆双折射概念解释旋光

7、现象.6 .熟悉光调制器件的原理及应用.7 .掌握偏振态变换的矩阵计算.主要内容：7.1 晶体的双折射和双反射7.2 产生线偏振光的元件7.3 相位延迟器7.4 偏振光通过波晶片后偏振态的变化7.5 偏振光的干预7.6 旋光及圆二色性7.7 光调制器*7.8偏振态及其变换的矩阵描述第八章光的吸收、色散和散射共4学时要求：1 . 了解光在各向同性介质中传播时的吸收、色散和散射等现象,熟悉光与物质相互作用的微观机理.2 .掌握光的相速及群速的概念.3 . 了解基于光的吸收及散射现象而开展起来的差分光学吸收光谱技术及激光雷达技术的根本原理、仪器结构及其在环境监测中的应用.主要内容：8.1 光的吸收8.2 光的色散8.3 光的相速和群速8.4 光的散射*8.5光的吸收及散射在环境监测中的应用第九章激光与非线性光学共4学时要求：1 . 了解各种激光器的工作原理,熟悉激光的特性并了解其重要应用.2 .掌握光学倍频、光学混频和光学相位共轲原理,并了解其在高新技术中