《光谱学与光谱技术》课程教学大纲

1、光谱学与光谱技术Spectroscopy and spectroscopic techniques一、课程基本情况课程类别：专业方向课课程学分： 2 学分课程总学时：32学时，其中讲课：22学时，实验：10学时，上机： 0学时，实习： 0 学时，课外： 0 学时课程性质：选修开课学期：第6学期先修课程：大学物理适用专业：光电信息科学与工程、应用物理学等教材：激光光谱技术原理及应用，中国科学技术大学出版社，陆同兴等编者，2009年出版，第二版。开课单位：物理与光电工程学院光电工程系二、课程性质、教学目标和任务光谱学与光谱技术是一门适用于光电信息科学与工程、应用物理学等专业的选修课。课程的教学目标

2、是：在大学物理、光学等课程的基础上，学习和理解光谱学与光谱技术的基本研究方法如吸收光谱法、散射光谱法，理解和掌握实验发现、理论洞见、实际应用三者间的辩证关系，深刻认识光谱与物质结构紧密相关的物理内涵，努力培养学生的科学素质和科学精神，通过对光谱学与光谱技术的基本概念和基本规律的学习或研究，理解或领悟科学研究方法，学会应用光谱学与光谱技术分析和处理问题的手段和思路，培养创新意识和创新精神，为学生的进一步学习和就业打下良好基础。课程的任务是：介绍吸收光谱、荧光光谱、微拉曼光谱与单光子技术等前沿领域研究与应用的现状，使学生理解并掌握光谱学与光谱技术的基本概念、基本规律和基本技术；加强对基础知识和基本

3、技能应用的训练，真正使学生思维方式、思维习惯有所改变，创新意识或创新能力有所提高。三、教学内容和要求第1章绪论（2学时）（1）了解：光谱学与光谱技术的研究内容、了解常见的光谱种类（紫外-可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱、拉曼光谱等）、光谱学与光学发展的关系；（2）理解：光谱与物质相互作用的关系；（3）掌握：光谱学的发展历史和研究方法、光谱的产生、光谱的应用；重点：光谱学的发展历史和研究方法难点：第2章光谱学与光谱技术基础知识（2学时）（1）了解：光的特点、电磁辐射的性质、光学分析法的基本分类；（2）理解：发射光谱与吸收光谱、线状光谱、带状光谱、连续光谱；（3）掌握；光谱的概念、光学仪器的基本构

4、造及其作用重点：光谱的概念、光谱仪难点：光学仪器的基本构造及其作用第3章光源及辐射源（2学时）（1）了解：光源的分类（如可见光源与不可见光源、自然光源与人造光源等）；（2）理解：常见光源的发光机理（光致发光、电致发光等）；（3）掌握：光源的性能指标如光通量、功效、显色性等、高压汞灯的特点、卤钨灯的特点、激光的特征等；重点：光源的性能指标如光通量、功效、显色性等、高压汞灯的特点、卤钨灯的特点、激光的特征等难点：常见光源的发光机理第4章光与物质的相互作用（2学时）（1）了解：吸收的概念、散射的概念；（2）理解：光的色散；（3）掌握：光的吸收、光的散射；重点：光的吸收、光的散射难点：光的色散第5章光

5、信号的获取与处理（3学时）（1）了解：信号与噪声的概念、光栅的类型及功能；（2）理解：光谱迭级和自由光谱区、单光子计数原理、；（3）掌握：光栅光谱仪的结构及应用、干涉仪的工作原理、常用的光电探测器件如光电倍增管、光敏电池等；重点：光谱仪的结构及应用难点：单光子计数原理第6章紫外可见吸收光谱（3学时）（1）了解：基本吸收光谱技术；（2）理解：高灵敏度吸收光谱技术；（3）掌握：紫外可见吸收光谱产生的机理、紫外可见分光光度计的结构及工作原理、紫外-可见吸收光谱在光学材料中的应用、耦合双共振与快速吸收光谱技术重点：紫外可见分光光度计的结构及工作原理、紫外-可见吸收光谱在光学材料中的应用难点：耦合双共振

6、与快速吸收光谱技术第7章荧光光谱（3学时）（1）了解：发射光谱与激发光谱的区别、荧光与磷光的区别；（2）理解：吸收光谱与激发光谱的区别、时间分辨荧光光谱；（3）掌握：荧光发射机理、荧光光谱仪的构成及其作用、半导体材料的本征发射与缺陷发射；重点：荧光发射机理、荧光光谱仪的构成及其作用难点：半导体材料的本征发射与缺陷发射第8章拉曼光谱（3学时）（1）了解：超拉曼散射、相干反斯托克斯拉曼散射光谱；（2）理解：选择定则；（3）掌握；拉曼光谱的产生机理、激光拉曼光谱仪的构成及其作用、荧光干扰的消除方法、拉曼光谱与固体结构的关系、表面增强拉曼光谱重点：拉曼光谱的产生机理、激光拉曼光谱仪的构成及其作用难点：

7、拉曼光谱与固体结构的关系、表面增强拉曼光谱第9章 X射线光谱（2学时）（1）了解：X射线光谱的应用领域；（2）理解：应用X射线光谱进行物质的定量和定性分析；（3）掌握：X射线产生及其性质、X射线衍射原理、X射线光谱在光电子材料分析中的应用；重点：X射线产生及其性质、X射线衍射原理难点：X射线光谱在光电子材料分析中的应用第10章光谱学与光谱技术实验（10学时）（1）了解：光谱学与光谱技术的应用领域及常见的各类光谱仪的种类及型号；（2）理解：光与物质之间的相互作用关系、光谱的产生过程、光谱的获取技术、从光谱上提取光信息的技术（3）掌握：测量玻璃折射率色散曲线的实验方法及其相关的数据处理方法、高压汞灯等常见光源的使用、吸光度与物质浓度的关系在现实生活中的应用、紫外-可见吸收光谱在光学材料中的应用；重点：测量玻璃折射率色散曲线的实验方法及其相关的数据处理方法、高压汞灯等常见光源的使用及吸光度与物质浓度的关系在现实生活中的应用、紫外-可见吸收光谱在光学材料分析中的应用难点：紫外-可见吸收光谱在光学材料分析中的应用四、课程考核（1）作业等：作业： 2 次，课程论文：0 篇；实验报告：1次（2