《物理光学》课程教学大纲
初中三年级物理光学课程教学计划
初中三年级物理光学课程教学计划一、教学目标物理光学是初中物理课程的重要内容之一，通过本课程的学习，旨在使学生掌握光的基本性质、光的传播规律和反射、折射等基本现象，并能够运用所学知识解决实际问题。
具体目标如下：1. 理解光的本质以及光的传播速度等基本概念；2. 掌握光的反射、折射等基本规律；3. 理解光的成像原理，能够运用成像公式计算物体的位置和像的位置；4. 进一步培养学生的实验动手能力，通过实验观察、实验验证等方式深化对光学知识的理解。
二、教学内容安排1. 光的本质和光的传播速度（3课时）- 光的本质及光的传播速度实验- 光的传播路径和光的传播速度的关系- 光的直线传播和光的振动方向2. 光的反射（4课时）- 光的反射实验及规律- 光的反射定律的推导和应用- 镜面反射和平面镜成像3. 光的折射（4课时）- 光的折射实验及规律- 光的折射定律的推导和应用- 饱和折射、全反射和光的折射成像4. 光的成像（5课时）- 光的成像实验及规律- 凸透镜的成像规律和公式推导- 凹透镜的成像规律和公式推导- 学习运用成像公式解决物体和像的位置计算问题5. 光的颜色和光的传播路径（4课时）- 光的颜色和光的混合- 光的传播路径和光的颜色- 光的三原色和光的合成6. 实验操作与演示（6课时）- 利用光的反射、折射等规律进行实验探究- 制作简单的光学仪器，如平面镜、凸透镜等- 进行相关实验演示，提高学生对光学知识的理解及实际应用能力三、教学方法与手段1. 探究式教学法：通过实验和观察，让学生自主发现和总结光学规律，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
2. 演示法：通过教师的演示和示范，直观展示光学现象和规律，激发学生的学习兴趣，并加深对光学知识的理解。
3. 讨论交流法：组织学生进行小组讨论和交流，培养学生的合作意识和表达能力，促进对光学知识的深入思考和理解。
四、教学资源与评估1. 教学资源：实验仪器、教学投影仪、教学PPT、教材等。
《光学》教学大纲
《光学》教学大纲课程编号：102106课程名称：光学英文名称：Optics学分：4总学时：72实验（上机）学时：适用年级专业（学科类）：物理专业及相关专业,二年级第一、二学期一、课程说明（一）编写本大纲的指导思想为适应我校学分制教学计划的要求，体现科学性、思想性和实践性的基本要求，建立严谨的教学体系，特制定本大纲。
（二）课程目的和要求光学是普通物理中一个重要组成部分.通过本门课程的教学，使学生系统地掌握光的基本性质,基本原理和基本知识。
培养学生分析问题和解决问题的能力，本门课程一方面为后继课程的学习和专业训练提供必要的准备，另一方为学生将来从事科学研究,教学和其他工作打下良好的基础。
作为物理学的基本课程，应着重要求学生掌握物理学的基本概念和基本规律,使学生建立起鲜明的物理图象。
在教学中，还应通过分析、概括丰富的自然现象,联系科学发展和生产实际中的有关事例,注意采用演示实验、多媒体教学等手段，以及加强习题运算,课堂讨论等多种形式,贯彻理论联系实际的原则.了解光学的最新发展，体会到综合运用基础物理学知识联系实际、思索问题和解决问题的乐趣。
（三）教学的重点、难点：重点:共轴球面组成像光的干涉、衍射和偏振的基本原理及典型应用。
难点:运用菲涅耳公式解释半波损失问题偏振光的干涉旋光现象解释。
（四）知识范围及与相关课程的关系本课程研究光的传播规律以及光和物质相互作用问题. 学习本课程，应具备高等数学、力学及电磁学的基本理论。
同时本课程又与原子物理、电动力学、量子力学、激光原理、光纤通信、信息光电子学等后继课程有密切关系。
（五）教材及教学参考书的选用1、《光学》(上、下册, 赵凯华钟锡华,北京大学出版社，1996第五次印刷；2、《光学》，易明，高等教育出版社，1999年10月第一版；3、《光学》，章志鸣沈元华等，高等教育出版社，1995年5月第一版；4、《光学》，王楚汤俊雄，北京大学出版社，2001年7月第一版；5、《光学》，母国光战元令编，人民教育出版社， 1979。
《物理光学与应用光学》教学大纲.doc
《物理光学与应用光学》教学大纲一、说明1、本课程设置目的和任务《物理光学与应用光学》是光电子技术专业、电子科学与技术及光学工程专业等本科生的专业基础课。
本课程以光的电磁理论为理论基础，以物理光学和应用光学为主体内容，着重讲授光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，光的吸收、色散、散射等现象，以及几何光学基础知识和光在光学仪器中的传播、成像特性。
在内容上，既要保持光学学科的理论完整性，又要突出它在光电子技术中的特色。
考虑到激光技术的发展，光在实际应用中的要求，应加强有关光的相干性的内容，特别注意光学原理在光电技术中的应用，并尽量反映最新科技成果。
2、基本要求（1）物理光学与应用光学是普通物理中的一门课程，应保持普通物理的特点，要重视现象的观察、实验及对实验结果的分析，帮助学生透过现象看到事物的本质，要通过对各种光学现象发生的特殊条件、实验定律的分析和归纳，认识到光是电磁波一本质上遵守电磁场的麦克斯韦方程组。
（2）物理光学与应用光学是基础课，应致力于对物理光学与应用光学运动的基本现象, 基本概念和基本规律阐述的正确、严格。
对某些难点作较详细的分析和深入的讨论。
使学生具有一定的分析和解决问题的能力，并为学习后继课程打下必要的基础。
（3）要使学生了解物理光学与应用光学发展史上某些重大的发现及发现过程中的物理思想和实验方法，提高科学素养，培养学生的辩证唯物主义世界观。
3、学时建议本课程总学时数：72学时。
二、课程内容与学时分配第一篇物理光学（48学时）第一章光的本质（8学时）1、波是振动的传播。
2、波函数与波动方程。
3、光是电磁波。
4、光电效应与光量子。
5、热辐射与光束的统计性质。
基本要求：（1）让学生理解波是能量的传递，是振动状态的传递。
（2）重点讨论平面波，球面波和近轴求面波的波动方程及其运动状态与状态参量。
（3）强调相位概念在波动中的重要地位及意义。
第二章光波的干涉（8学时）1、干涉的本质是振动的叠加。
《物理光学》课程主要内容
自然光的反射、折射和偏振特性：
(3) 以1 =B入射时：Rp = 0 ，Pr = 1。
反射光为完全偏振光，折射光为部分偏振光。
例：光由空气射向玻璃 B = 5640 ； Rs = 15
反射光 IrRnIi 1 2(RsRp)Ii 0.07Ii 5
透射光 Irp = 0 ， Itp = Iip = 0.5Ii
由反射率公式得到
Rs Ts 1 Rp Tp 1
过程能量守恒
《物理光学》课程主要内容
1.0
1.0
n1<n2
n1>n2
0.5
0.5
0.0 0
Rs Rp
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.0 0
Rs
Rp10 ຫໍສະໝຸດ 0 30 40 50 60 70 80 90
1
1
R 随入射角θ1的变化关系
《物理光学》课程主要内容
1. 折射光与入射光的相位关系
由图可以看出，在入射角 1.0
从 0 到 90 的 变 化 范 围 内 ， 不
tp
0.5
论光波以什么角度入射至界面，
ts
也不论界面两侧折射率的大小 0.0
θB
如何，s 分量和 p 分量的透射 -0.5
系数t总是取正值，因此： 折射光总是与入射光同相位。
i (n1sin1)2 1
n2
《物理光学》课程主要内容
代入菲涅耳公式，得到复反射系数：
振幅
~rs
cos1 cos1
i i
sin2 1 n2 sin2 1 n2
~rs eirs
相位
~rp
n2 n2
cos1 cos1
物理光学教案
物理光学教案1. 引言光学是物理学中研究光的性质和行为的一个分支领域。
本教案旨在帮助学生深入了解光学的基本原理和应用。
通过本教案，学生将学习到光的传播、反射、折射以及干涉等方面的知识，并能够运用这些知识解决相关问题。
2. 目标本教案的目标是帮助学生：- 了解光的传播方式和光的基本性质；- 掌握光的反射和折射规律，并能够应用到实际问题中；- 理解光的干涉现象，并能够解释其原理；- 掌握凸透镜和凹透镜的成像规律。
3. 教学内容3.1 光的传播- 光的电磁波性质- 光的传播速度3.2 光的反射和折射- 光的反射定律- 光的折射定律3.3 光的干涉- 杨氏双缝干涉实验- 干涉条纹的解释3.4 透镜成像- 凸透镜的成像- 凹透镜的成像4. 教学方法4.1 讲解法通过教师讲解的方式介绍光学原理和相关公式，引导学生理解光学的基本概念。
4.2 实验法设置实验环节，让学生亲自进行实验，观察和记录实验现象，并通过实验验证所学的光学原理。
4.3 讨论法设置讨论环节，激发学生的思维，引导他们分析和解决问题，提高他们的理解能力和应用能力。
5. 授课计划第一课：光的传播- 介绍光的电磁波性质，包括波长、频率等概念；- 介绍光在真空和介质中的传播速度；- 进行相关示例和实验，加深学生对光传播的理解。
第二课：光的反射和折射- 介绍光的反射定律以及反射角和入射角之间的关系；- 介绍光的折射定律以及折射角和入射角之间的关系；- 进行相关示例和实验，帮助学生掌握光的反射和折射规律。
第三课：光的干涉- 介绍干涉现象和杨氏双缝干涉实验的原理；- 解释干涉条纹的形成原理；- 进行相关示例和实验，让学生亲自观察和记录干涉现象。
第四课：透镜成像- 介绍凸透镜和凹透镜的基本原理；- 介绍透镜成像的规律；- 进行相关示例和实验，帮助学生理解透镜成像的过程。
6. 教学评估通过课堂练习、作业和小测验等形式对学生所学知识进行评估，以检验他们的掌握程度和应用能力。
物理光学教学大纲
物理光学Physical optics学分：4 总学时：64 理论学时：64 实验／实践学时：一、课程作用与目的1．使学生牢固地掌握有关干涉、衍射、偏振等现象的基本原理和规律，理解光的波动本性，为后续课程奠定必要的基础。
2．使学生牢固地掌握几何光学中的基本概念、近轴成像的规律和作图成像法，熟悉典型助视光学仪器的基本原理。
通过本课程的学习，使学生掌握光学的基本理论、基本知识，为后续课程打好基础。
二、课程基本要求1．要求学生牢固掌握有关光的传播及其本性，包括干涉、衍射、偏振等基本现象、原理和规律，为后继课程奠定必要的基础。
并了解它们在科研、生产和实践上的应用。
2．要求学生牢固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．培养学生在课堂教学、习题课及课外作业中的独立思考能力。
三、教材及主要参考书1．主要使用教材梁铨廷编著．物理光学．第3版．北京：电子工业出版社，2008年．2．主要参考书[1] 刘翠红编著．物理光学学习指导与题解．第1版．北京：电子工业出版社，2009年．[2] 梁铨廷，刘翠红编著．物理光学简明教程．第1版．北京：电子工业出版社，2010年．[3] 张洪欣，高宁，车树良编著．物理光学．第1版．北京：清华大学出版社，2010年．[4] 刘晨主编．物理光学．第3版．合肥：合肥工业大学出版社，2007年．四、课程内容绪论主要内容：光学的发展史。
重点和难点：光学的学习内容和学习方法，光学的发展过程和特点。
第一章光的电磁理论主要内容：光的电磁波性质、平面电磁波、球面波和柱面波、光源和光的辐射、电磁场的边值关系、光在两介质分界面上的反射和折射、全反射、重点和难点：光波在金属表面的透射和反射、光的吸收、色散和散射第二章光波的叠加与分析主要内容：两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加、驻波、两个频率相同振动方向互相垂直的光波的叠加、不同频率的两个单色光波的叠加、光波的分析重点和难点：振动方向相同的单色光波的叠加、光波的分析第三章光的干涉和干涉仪主要内容：实际光波的干涉及实现方法、杨氏干涉实验、分波前干涉的其他实验装置、条纹的对比度、相干性理论、平行平板产生的干涉、楔形平板产生的干涉、用牛顿环测量透镜的曲率半径、迈克耳孙干涉仪重点和难点：杨氏干涉实验、分波前干涉的其他实验装置、用牛顿环测量透镜的曲率半径、迈克耳孙干涉仪第四章多光束干涉与光学薄膜主要内容：平行平板的多光束干涉、法布里-珀罗干涉仪和陆末-盖尔克板、多光束干涉原理在薄膜理论中的应用、重点和难点：法布里-珀罗干涉仪、多光束干涉原理第五章光的衍射主要内容：惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射、矩孔和单缝的夫琅禾费衍射、圆孔的夫琅禾费衍射、光学成像系统的衍射和分辨本领、多缝夫琅禾费衍射、衍射光栅、圆孔和圆屏的菲涅耳衍射、全息照相重点和难点：惠更斯-菲涅耳原理、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射、分辨本领第六章傅里叶光学主要内容：平面波的复振幅及空间频率、单色波场中复杂的复振幅分布及其分解、衍射现象的傅里叶分析方法、透镜的傅里叶变换性质和成像性质、相干成像系统分析及相干传递函数、非相干成像系统分析及光学传递函数、相干光学信息处理重点和难点：衍射现象的傅里叶分析方法、透镜的傅里叶变换性质和成像性质、相干成像系统分析及相干传递函数第七章光的偏振与晶体光学基础主要内容：偏振光和自然光、晶体的双折射、晶体光学性质的图形表示、光波在晶体表面的反射和折射、晶体光学器件、偏振光和偏振器件的矩阵表示、偏振光的干涉、旋光性、晶体、液体和液晶的电光效应、晶体的非线性光学效应重点和难点：晶体的双折射、偏振光的干涉、晶体的非线性光学效应五、习题或作业（此项可根据课程特点自行选择）根据教学需要，布置60道习题对各章重点内容加强巩固，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分。
物理光学教学大纲
物理光学教学大纲一、引言光学作为物理学一门重要的分支，研究光的传播、现象和性质。
本大纲旨在为物理光学的教学提供指导，明确教学目标和内容，帮助学生全面理解光学的基本概念和原理，并具备解决相关问题的能力。
二、教学目标1. 理解光传播的基本原理和光的性质；2. 掌握光的几何光学和物理光学的基本理论和方法；3. 能够解析、计算光的传播、干涉、衍射和偏振等现象；4. 培养学生的实验能力和科学思维，能够运用光学原理进行实验研究和问题解决。
三、教学内容1. 光的几何光学1.1 光的传播和衍射- 光的直线传播和折射定律- 光的衍射现象和衍射公式的推导1.2 光的成像- 薄透镜成像原理和公式- 球面透镜和透镜组成像1.3 光的干涉- 干涉现象的解析- 杨氏双缝干涉和牛顿环实验2. 光的物理光学2.1 光的偏振- 光的偏振现象和偏振光的产生- 偏振光的检偏和分析2.2 光的衍射- 衍射的基本原理和衍射图样的计算- 衍射光栅和衍射光谱的特性2.3 光的干涉- 条纹干涉的一般特点和计算方法- 干涉仪器的应用和实验设计四、教学方法1. 理论讲授：在教室内进行光学理论的讲解，重点强调概念和原理的理解。
2. 实验教学：通过实验展示光学现象，激发学生的学习兴趣，培养实验技能。
3. 讨论交流：组织学生进行学科内外的问题讨论和解答，促进学生思考和合作精神的培养。
4. 作业和练习：布置相关习题和实验报告，加强学生对知识的巩固和应用。
五、教学评估1. 课堂考核：通过课堂问答、小测验等形式，评估学生对知识的掌握情况。
2. 实验报告评分：针对实验教学内容，评估学生实验设计和实验报告的能力。
3. 期末考试：综合考察学生对整个物理光学知识的理解和应用能力。
六、参考教材1. 《大学物理教程·光学》张田勤、杜忠逸著，高等教育出版社2. 《物理光学学科前沿导引》焦信环主编，科学出版社七、教学进度安排1. 第1周：光的直线传播和折射定律2. 第2周：光的衍射现象和衍射公式的推导3. 第3周：薄透镜成像原理和公式4. 第4周：球面透镜和透镜组成像5. 第5周：杨氏双缝干涉和牛顿环实验6. 第6周：光的偏振现象和偏振光的产生7. 第7周：偏振光的检偏和分析8. 第8周：衍射的基本原理和衍射图样的计算9. 第9周：衍射光栅和衍射光谱的特性10. 第10周：条纹干涉的一般特点和计算方法11. 第11周：干涉仪器的应用和实验设计12. 第12周：复习和总结八、结语通过本大纲，希望能够全面指导物理光学的教学工作，使学生在学习过程中掌握光学的基本概念和原理，并能够灵活应用于实际问题的解决中。
物理光学试验教学大纲
《物理光学实验》教学大纲（理论课程及实验课程适用）一、课程信息课程名称（中文）：物理光学实验课程名称（英文）：Experiment of Physical Optics课程类别：学科基础课课程性质：必修计划学时：24计划学分：1.5先修课程：大学物理、大学物理实验等选用教材：《物理光学实验讲义》，自编；非教育部规划教材开课院部：理学院适用专业：光电信息科学与工程课程负责人：梁春雷课程网站：二、课程简介（中英文）物理光学实验是光电信息科学与工程专业学生进行科学实验训练的一门必修课，与理论课具有同等重要的地位。
它的内容涵盖物理光学中光的偏振、干涉、衍射等重要的基础理论。
学生们通过对光的干涉、衍射现象和偏振效应进行观察、考察、分析，使物理光学的规律在实验中得到验证，由此促使学生对光的波动理论理解得更加深刻，加强理论课程教学效果，为后续学科的学习打下良好的基础。
按照循序渐进的原则，在实验过程中使学生系统的学习物理光学实验知识、方法和技能，使学生在物理光学实验过程中具备基本的实践能力和科学研究能力同时培养学生在工程实践中的工程设计能力和创新思维能力。
Physical optics experiment is a required course for undergraduate students who majored in the Optoelectronic information science and engineering, which is as important as theory course. This course covers such important basic theory in Physical optics as polarization of light, interference of light and diffraction of light.The law of physical optics is verified in the experiment by observing, investing and analyzing the phenomenon about optical interference, diffraction and polarization. It can make students have more profound understanding for light wave theory, strengthen the teaching effect of theoretical courses, provide good foundation for the follow-up study.The objective of this course is to make students master knowledge, methods and skills of Physical optics Experiment according to the principle of gradual improvement, so that the students will acquire basic practical ability and scientific research ability in the process of experiment. This course makes them have the ability of engineering design, creative thinking problems in production and research practice.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1 工程知识光在介质分界面反射折射、菲涅耳公式。
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《物理光学》课程教学大纲
课程编码：MF
课程名称：物理光学
课程英文名称：Physical Optics
总学时：50 讲课学时：50 实验学时：上机学时：课外辅导学时：学分：3.0
开课单位：航天学院光电子信息科学与技术系
授课对象：电子科学与技术专业本科生
开课学期：2春
先修课程：工科数学分析、大学物理、电动力学
主要教材及参考书：
教材：《物理光学与应用光学》石顺祥等编著，西安电子科技大学出版社，2008。
参考书：1、Born & Wolf, Principles of Optics, 7th edition, Cambridge University Press, 1999；2、《物理光学》（第三版），梁铨廷，电子工业出版社，2008年4月；3、《物理光学学习指导与解题》刘翠红编著，电子工业出版社，2009。
一、课程教学目的
光学是研究光的本性，光的产生、传播、接收，以及光与物质相互作用的科学；同时又是与现代科学技术以及现代工程有紧密联系的一门学科。
本课程作为一门重要的专业基础课，以光的电磁理论为理论基础，着重讲授光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，以及光的吸收、色散、散射现象。
其教学目的是使学生深入了解并熟练掌握物理光学的重要知识，掌握重要的分析问题的方法，培养学生运用光学知识，解决后续课程以及今后工作中所遇有关问题的能力。
二、教学内容及基本要求
1. 本门课程的教学内容
第一章光在各向同性介质中的传播特性（共10学时）
光波的特性：光波与电磁波、麦克斯韦电磁方程、物质方程；几种特殊形式的光波；光波场的时域频率谱；相速度和群速度；光波场的空间频率与空间频率谱；光波的横波性、偏振态及其表示。
光波在介质界面上的反射和折射：包括反射和折射定律；菲涅耳公式；反射率和透射率；反射和折射的相位特性；反射和折射的偏振特性；全反射。
光波在金属表面上的反射和折射等。
第二章光的干涉（共10学时）
双光束干涉；平行平板的多光束干涉；典型干涉仪及其应用；光的相干性理论。
第三章光的衍射（共10学时）
衍射的基本理论：包括光的衍射现象；惠更斯—菲涅耳原理；基尔霍夫衍射公式。
夫琅和费衍射：包括夫琅和费衍射装置；矩孔、单缝、多缝以及圆孔的夫琅和费衍射；巴俾涅原理。
菲涅耳衍射：包括圆孔和直边菲涅耳衍射。
衍射的应用和傅立叶光学基础等。
第四章光波在各向异性介质中的传播特性（共10学时）
晶体的光学各向异性：包括张量的基础知识；晶体的介电张量。
单色平面光波在晶体中的传播：包括光波在晶体中传播的解析法和几何法描述。
平面光波在晶体界面上反射和折射。
晶体光学元件及晶体的偏光干涉等。
第五章晶体的感应双折射（共4学时）
晶体的电光效应（原理及应用）、声光效应和旋光效应（自然旋光现象、菲涅耳的解释、磁致旋光效应、应用）。
第六章光的吸收、色散和散射（共4学时）
光与介质相互作用的经典理论、光的吸收（吸收定律、复折射率的意义、一般吸收与选择吸收、吸收光谱）、光的色散（色散率、正常色散与反常色散）、光的散射等。
总复习及答疑（共2学时）
2、基本要求
通过对本门课程的学习，要求达到：
（1）掌握光波的基本特性及其描述方法；
（2）掌握光波在各向同性介质、各向异性介质以及介质界面上的传播规律；
（3）掌握光的干涉和衍射的基本概念、理论表述及其典型应用；
（4）掌握电光效应的原理及其应用，了解声光效应和法拉第效应的原理和应用；
（5）了解光的吸收、色散和散射现象。