光学课程设计大纲
光学课程设计
光学课程设计：
1.光的折射现象：列举实例，探讨光线从一种介质进入另一种介质时的折射规律；
2.凸透镜成像规律：通过实验，学习凸透镜成像的规律，理解物距、像距、成像大小的关系；
3.光谱与光谱分析：介绍光谱的产生，探讨光谱分析在科学中的应用；
4.光的干涉与衍射：以生活中的实例引入，简要介绍干涉与衍射现象；
光学课程设计
一、教学内容
光学课程设计：
教材章节：《物理》八年级下册，第二章光学
1.光的传播直线传播、光的反射、光的折射现象；
2.凸透镜成像：成像原理、成像特点、应用实例；
3.光的色散：彩虹的形成、光的分解与合成；
4.光的波长与频率：光的波长、频率、速度之间的关系；
5.光的吸收与发射：物体的颜色、红外线与紫外线的应用。
5.光学器件：介绍凸透镜、凹透镜、平面镜等光学器件的构造及作用，探讨其在实际应用中的使用方法。
3、教学内容
光学课程设计：
1.光的反射定律：复习和巩固反射定律，通过实验探究镜面反射和漫反射的区别；
2.光的折射定律：深入探讨斯涅尔定律，理解折射角与入射角的关系；
3.光学仪器的使用：教授如何正确使用显微镜、望远镜等光学仪器，并进行实际操作练习；
3.光的干涉现象：设计简单的干涉实验，让学生观察干涉条纹，理解干涉的原理；
4.光的衍射现象：通过实际操作，观察光的衍射现象，探讨衍射与光的波动性的关系；
5.光学技术在日常生活中的应用：分析光学技术在眼镜、相机、光纤通信等领域的作用，强调光学知识在实际生活中的重要性。
5、教学内容
光学课程设计：
1.光的吸收与发射过程：探讨物体颜色的产生，分析不同物质对光的吸收和发射特性；
4.光的粒子性与波动性：介绍光的双重性质，探讨光的粒子性与波动性的实验证据；
光学 教学大纲
光学教学大纲一、引言- 说明光学的定义和基本概念- 引导学生了解光学的重要性和在日常生活和科学领域中的应用二、光的性质和传播1. 光的电磁性质- 解释光的电磁波特性和电磁谱的相关知识- 介绍光的波长、频率和速度的关系2. 光的速度和传播- 解释光在不同介质中的速度变化- 探讨光的传播路径和光的直线传播三、光的反射1. 光的反射定律- 解释光的反射定律及其应用- 引导学生理解反射角和入射角之间的关系2. 镜面反射- 介绍镜面反射和平面镜原理- 解释成像原理和反射图像的性质3. 曲面反射- 探讨球面镜和凹凸面镜的特性- 引导学生理解曲面反射对图像的影响四、光的折射1. 光的折射定律- 说明光的折射定律及其相关公式- 引导学生理解入射角、折射角和折射率之间的关系2. 透镜和折射- 探讨凸透镜和凹透镜的原理和特性- 解释透镜成像的规律和应用五、光的干涉与衍射1. 光的干涉- 介绍光的干涉现象和双缝干涉原理- 探讨干涉条纹和干涉色的形成2. 光的衍射- 解释光的衍射现象和单缝衍射原理- 引导学生理解衍射的应用和衍射图样特性六、现代光学1. 光的偏振- 介绍光的偏振现象和偏振光的特性- 解释偏振光的产生和偏振光的应用2. 光的波粒二象性- 探讨光的波粒二象性理论- 引导学生理解光的量子性和光子的基本概念七、光学仪器和应用1. 望远镜- 介绍望远镜的原理和构造- 引导学生理解望远镜的焦距和放大倍数2. 显微镜- 解释显微镜的原理和结构- 介绍显微镜的倍率和分辨率的概念3. 光学仪器的应用- 探讨光学仪器在医学、天文学和通信等领域中的应用- 引导学生思考光学技术的未来发展方向八、实验和探究活动- 提供一些与光学相关的实验和探究活动的建议- 引导学生进行实践操作和观察，以加深对光学原理的理解九、总结- 总结光学大纲的核心概念和知识点- 引导学生思考光学在日常生活和科学研究中的重要性结语：本教学大纲旨在帮助学生全面了解光学的基本理论和应用，并通过实验和探究活动来加深对光学原理的理解。
光学教学大纲
光学教学大纲一、引言1.1 研究背景1.2 目的与意义1.3 教学目标二、课程概述2.1 课程名称与学分2.2 先修课程要求2.3 授课模式与时间安排三、教学内容3.1 光的性质与传播3.1.1 光的波动性与粒子性3.1.2 光的传播介质3.1.3 光的速度与光程3.1.4 光的吸收、散射与反射3.2 光的干涉与衍射3.2.1 干涉现象3.2.2 光的干涉实验与应用 3.2.3 衍射现象3.2.4 光的衍射实验与应用3.3 光的偏振与旋光3.3.1 光的偏振态与偏振现象 3.3.2 光的偏振实验与应用 3.3.3 光的旋光性质与机理 3.3.4 光的旋光实验与应用3.4 光的光学仪器3.4.1 凸透镜与凹透镜3.4.2 光的成像与物镜3.4.3 光的光谱分析四、教学方法4.1 理论讲授4.1.1 通过课堂讲解，系统地介绍光学原理与概念4.1.2 引导学生掌握光学基本方程与公式的推导与应用4.2 实践教学4.2.1 安排实验课程，培养学生动手实践能力4.2.2 组织实验报告与讨论，提高学生的科学研究能力4.3 计算机辅助教学4.3.1 利用模拟软件进行光学实验模拟4.3.2 基于计算机的光学数据处理与分析五、教学评估与考核5.1 平时表现的评估5.1.1 课堂参与与思考5.1.2 实验操作与数据分析5.1.3 作业完成情况5.2 期末考核5.2.1 笔试5.2.2 实验报告与答辩六、教学资源与参考书目6.1 教材6.1.1 主推教材6.1.2 辅助教材6.2 参考书目6.2.1 国内外光学教材与专业书籍6.2.2 学术期刊与研究报告七、教学团队与资源保障7.1 教师团队构成7.2 实验设备与仪器保障7.3 实验场地与安全保障八、课程改进与发展8.1 学生反馈与教师调整8.2 教学经验总结与分享8.3 课程内容与教学方法的创新九、总结与展望9.1 课程总结9.2 对未来的教学发展展望结语注：本文档仅为光学教学大纲的示例，实际编写中应根据具体情况进行调整和完善。
《光学设计课程设计》教学大纲
《光学设计课程设计》教学大纲
课程设计名称：光学设计课程设计课程设计编号：E4210050
课程设计学分：2.0课程设计时间（周数或学时）：2周
课程设计授课单位：光电技术教研室指导方式：集体辅导与个别辅导相结合课程设计适用专业：电子科学与技术
课程设计教材及主要参考资料：
《几何光学和光学设计》，李晓彤编著，浙江大学出版社，1997年
《光学仪器设计手册》，国防工业出版社，1971年
服务课程名称：光学设计服务课程编号：S4210350
服务课程学时：30服务课程学分：2.0
一、课程设计教学目的及基本要求
1.了解并掌握双筒望远镜的一般设计方法和原理；
2.培养学生的光学设计能力和训练学生的上机操作能力；
3.要求学会选型及外形尺寸计算；
4.掌握望远物镜的设计及结构参数的求解；
5.学会使用光学设计程序及用计算机进行像差校正；
6.基本掌握光学系统图及零件图的绘制。
二、课程设计内容及安排
设计题目：双筒望远镜的光学系统设计
1.根据要求确定望远镜的型式及选择目镜；
2.进行原理设计及外形尺寸计算；
3.确定倒像系统并计算尺寸；
4.进行物镜的P、W求解，确定具体结构参数；
5.上机计算并修改结构参数、校正像差；
6.绘制光学图；
7.编写课程设计报告。
三、设计考核方法及成绩评定
1.课程设计结束后，要求学生写出课程设计报告给出合格的设计结果及必要的数据和光学设计图纸；
2.课程设计成绩分两部分：设计报告占60％；
设计作品占40％。
四、其他要求。
赵凯华光学大纲
《光学》课程教学大纲一、课程的性质、目的与任务《光学》课程是材料物理专业、电子科学与技术专业、光信息科学与技术专业、应用物理专业必修的专业基础课，它所涉及的内容是材料物理专业、电子科学与技术专业、光信息科学与技术专业、应用物理专业本科学生知识结构的必要组成部分。
《光学》课程在《力学》《热学》《电磁学》的基础上，进一步论述了几何光学、波动光学以及光和物质相互作用的基本规律和基本分析方法。
通过该课程的学习，使学生掌握光学的基本原理和处理光学问题的基本方法，培养学生的科学思维方法和创新精神，为学习有关专业课程奠定必要的基础。
二、课程的教学基本要求通过本课程的学习，应使学生掌握几何光学、波动光学理论的基本概念、基本规律以及基本分析计算方法。
三、课程内容及学时分配1总学时安排本课程的总学时数为72，其中课堂教学为68学时，期中考试和机动为4学时。
2内容与课时分配第1章 光和光的传播 （6学时）1.1光和光学1.2光的几何光学传播规律1.3惠更斯原理1.4费马原理1.5光度学基本概念本章的重点是光程的概念、费马原理的表述、光通量、亮度和照度的概念，难点是余弦发射体和定向发射体。
第2章 几何光学成像 （12学时）2.1成像2.2共轴球面组傍轴成像2.3薄透镜2.4理想光具组理论2.5光学仪器2.6光阑2.7像差2.8像的亮度,照度和主观亮度本章的重点是共轴球面组傍轴成像、薄透镜成像、光学仪器、像差，难点是薄透镜成像公式的推导。
第3章 干涉（12学时）3.1波的叠加与干涉3.2杨氏实验 光场的空间相干性3.3薄膜干涉(一)----等厚干涉3.4薄膜干涉(二)----等倾干涉3.5迈克耳孙干涉仪 光场的时间相干性3.6多光束干涉 法布里---珀罗干涉仪本章的重点是等厚干涉、等倾干涉、空间相干性、时间相干性、迈克耳孙干涉仪、法布里---珀罗干涉仪，难点是多光束干涉公式的推导。
第4章 衍射 （12学时）4.1光的衍射现象和惠更斯----菲涅耳原理4.2菲涅耳圆孔衍射和圆屏衍射4.3夫琅和费单缝衍射和矩孔衍射4.4光学仪器的像分辨本领4.5多缝夫琅和费衍射和光栅4.6光栅光谱仪4.7三维光栅----x射线在晶体上的衍射本章的重点是惠更斯---菲涅耳原理、圆孔衍射和圆屏衍射、夫琅和费单缝衍射、光学仪器的像分辨本领、N缝衍射的振幅分布和强度分布、光栅的分光原理、光栅的色散本领和色分辩本领，难点是用复振幅计算黑白光栅和正弦光栅。
《光学》教学大纲(本科)
《光学》教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标(一)课程地位振动和波动是横跨物理学不同领域的一种非常普遍而重要的运动形式，是声学，光学，电工学，无线电等技术部门的理论基础。
光学是普通物理学的一个重要组成部分，是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科。
光学是近代物理学的生长点，例如量子力学就起源于光学。
在物理专业中，它和原子物理、电动力学、量子力学等后继课有密切的关系，另外，也是光学专业的硕士研究生学好《高等光学》、《非线性光学》等课程的前提。
(-)课程目标1.知识目标：通过对本课程的学习，使学生系统地掌握振动与波动现象的物理规律。
学会运用数学知识和光学基本理论解决具体问题。
掌握几何光学、物理光学和光与物质相互作用的主要内容和理论，牢固地掌握几何光学、波动光学、量子光学、现代光学的基本理论和应用，深刻理解有关干涉、衍射、偏振等现象的原理和规律，理解光的波动、量子本性，培养学生的抽象逻辑思维能力，为后续课程奠定必要的基础。
2.能力目标：培养学生观察、分析' 概括的思维能力；培养学生自学、观察和独立思考的能力。
通过光学内容和研究方法的教学，培养学生的辩证唯物主义世界观。
3.素质目标：加强科学方法的教育，培养其良好的科学素质；培养学生独立思考的能力，初步具备分析问题、解决问题的能力；培养学生求实精神，创新意识和科学美感；引导学生开展团队式实践性学习，还有助于培养学生团队协作精神及有效的沟通能力。
二、课程目标达成的途径与方法本课程采用双语教学，以课堂教学为主。
在教学中要求有双语的最基本形式，对教材的利用要有一定的双语渗透，课外作业、期中、期末考核中对学生的双语学习要有一定要求，学生会用简单的英语描述一些光学相关的现象并解释。
专门安排小组讨论课，同时选择部分课程内容形成专题，以学生为主讨论专题内容及习题，学生组成团队式学习，通过教师讲解和团队讨论相结合的方式，使学生掌握各部分内容，从而完成教学任务。
光学课程教学大纲
《光学》课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分课程名称：光学所属专业：材料物理课程性质：专业基础课学分：3.0（二）课程简介、目标与任务光学是自然科学中发展最早的学科之一，它与人类生活密不可分，与自然科学的发展密切相关。
光学是材料物理学本科专业的一门重要的专业必修基础课程，是研究光的本性、光的传播及光和物质的相互作用的基础学科，激光的出现和发展使光学的研究进入了一个崭新的阶段，更加扩大了光学在高科技领域、生产和国防上的应用。
通过本门课程的学习，使学生系统地掌握有关光学的基本概念，基本规律和基本的计算方法，掌握光学的基础理论，基础知识和基本技能，了解现代光学及光学与其他学科、技术相结合的发展状况，为学习后续课程以及今后的工作打下基础。
本课程的任务是使学生掌握光的干涉、衍射、偏振等基本现象、原理和规律，了解光学在科研、生产和实践上的应用；培养学生学习的兴趣；培养学生的学习能力、科学探究能力和分析解决问题的能力，培养学生实事求是、勇于探究的科学精神和辩证唯物主义世界观。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接学习光学，需要对电磁波理论和粒子理论有一定的了解，所以光学应滞后于高等数学、力学、电磁学等课程开设。
光学又是原子物理学、电动力学和量子物理学等课程的基础，应先于这些课程开设。
（四）教材与主要参考书。
教材：《现代光学基础》，钟锡华编著，北京大学出版社，2003年8月主要参考书：1.《高等物理光学》,羊国光,宋菲君编著,中国科学技术大学出版社,2008年9月2.《光学原理》,马科斯·玻恩著,电子工业出版社,2005年8月3.新概念物理教程《光学》,赵凯华编著, 高等教育出版社,2004年11月二、课程内容与安排按照光学的教学目的和要求，本大纲按54学时作安排，其内容及课时分配如下。
“*”号的内容作为了解，可以讲授，但是这些内容在考试时都不作统一要求。
《光学》教学大纲一、课程性质、目的与任务《光学》是自然科学中发展
《光学》教学大纲一、课程性质、目的与任务《光学》是自然科学中发展最早的学科之一，它与人类生活密不可分，与自然科学的发展密切相关。
光学是一门古老的学科，又是一门正在蓬勃发展的学科。
它是研究光的本性、传播和光与物质相互作用律及其应用的基础学科。
它是文典学院理科班物理类专业必修的专业基础课。
通过本门课程的学习，使学生系统的掌握有关光学的基本概念，基本规律和基本的计算方法，掌握光学的基础理论、基础知识和基本技能，了解现代光学及光学与其他学科、技术相结合的发展状况，为学习后继课程以及以后的科研工作打下基础。
本课程的任务是使学生掌握几何光学、物理光学和光与物质相互作用三大主要内容，了解光学的发展及应用。
二、课程教学的基本要求本课程以课堂讲授为主，课堂采用多媒体教学（ppt、flash、视频等）、启发式教学，加强演示实验。
组织师生讨论（答疑、辅导、演示实验等）。
安排部分内容让学生自学，对自学内容，布置讨论及思考题，以提高学生独立思考及解决问题的能力。
在讲授传统波动光学时，渗入现代光学内容，沟通他们之间的联系。
注意加强基础，扩大知识面，增加信息量，既重理论也重应用，努力使新观点、新技术、新方法和光学基本的传统内容有机结合。
通过光学内容和研究方法的教学，培养学生树立辩证唯物主义世界观和科学方法论，培养学生科学思维方法和创新精神。
三、课程内容及学时分配1、总学时安排本课程的总学时数为54，其中课堂教学为48学时，期中考试和机动为6学时。
2 、内容与课时分配第1章光和光的传播（6学时）1.1 光和光学1.2 光的几何光学传播规律1.3 惠更斯原理1.4 费马原理本章的重点是光程的概念、费马原理的表述和惠更斯原理，难点是次波叠加概念的理解。
主要教学环节的组织：课堂教学和讨论思考题：1、为什么透过茂密树叶缝隙投射到地面的阳光形成圆形光斑？你能设想在日偏食的情况下这种光斑的形状会有变化吗？2、惠更斯原理是否适用于空气中的声波？你是否期望声波也服从和光波一样的反射和折射定律？第2章几何光学成像（9学时）2.1 成像2.2 共轴球面组傍轴成像2.3 薄透镜2.5 光学仪器本章的重点是共轴球面组傍轴成像、薄透镜成像、光学仪器，难点是薄透镜成像公式的推导。
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《光学软件课程设计》教学大纲
适用专业：光电、通信工程、电子信息工程专业
（学分：1学分，学时：20学时）
一、课程的性质和任务
光学软件课程设计是在学习工程光学，光学等基础课程的基础上，基于光学软件进行光学系统的设计，让学生了解光学设计中的主要环节，掌握光学系统的设计、开发的基本方法，以便今后从事光学仪器的设计、研发工作。
通过光学软件课程设计,以求达到如下目的：
1）要求综合运用工程光学课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。
2）通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
3）培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、课程的教学内容
题目1：双高斯物镜的优化设计
设计一组双高斯物镜镜头，镜头的技术指标要求如下：
1、焦距：f’=40mm；
2、相对孔径D/f’不小于1/2 ；
3、视场
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；
6、成像质量，MTF 轴上>35% @100 lp/mm，轴外0.707 >25%@100 lp/mm。
7、校正球差、色差、场曲、像散。
在满足前面要求的前提下，尽可能减少镜头的片数，在相同的结构情况下，MTF值越高越好。
题目2：摄影物镜的优化设计
镜头的技术指标要求如下
1、焦距：f’=12mm；
2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；
3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；
4、后工作距>6mm
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；
6、成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。
7、最大畸变<1%
在满足前面要求的前提下，尽可能减少镜头的片数，在相同的结构情况下，MTF值越高越好。
三、课程的教学基本要求
1)要独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并
初步掌握镜头优化设计的方法和步骤。
2)学会查阅资料和手册,根据我们的设计目标，选择合适的初始结构。
3)ZEMAX是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、
分析、公差以及报表集中在一起，学生可以运用是ZEMAX进行镜头的优化设计，并对设计的镜头系统进行像质评价。
4)学会进行镜头优化设计及像差分析，并得出像质评价报告。
5)能够写出完整的课程设计总结报告。
四、课程的学时分配
教学内容进度
布置任务，仿真软件介绍第一周
学习ZEMAX像差控制和优化方法第一周
查询资料，确定初始结构，并进行优化设计第二周
验收设计结果第三周
验收课程设计报告第四周
五、实践性教学环节（含实验、设计、实习等）的内容安排及要求
（1）设计报告需包含：设计要求、初始结构选择与分析、像差校正、评价函数的设置、优化方法的选择、像差结果分析与评价报告、总结与体会、参考文献和辅助软件。
①说明设计题目及要求。
②对题目进行剖析并选择合适的初始结构。
③对初始结构的像差结果进行分析，与我们设计目标进行比较。
④根据选择的初始结构，进行像差控制和优化设计
⑤对设计优化结果给出像质评价报告并与我们的设计目标进行比较。
⑥写出自己在仿真的过程中遇到的问题、如何排除故障以及仿真结果。
⑦写出自己在这一次课程设计中的心得体会。
（2）设计报告中，标题均采用三号黑体，内容均采用小四号宋体。
六、主要参考书
[1]《工程光学设计)》(第3版),萧泽新编著,电子工业出版社,2006年。
[2]《光学设计教程》,黄以帆,李林著,北京理工大学出版社,2008年。
[3]《基于ZEMAX的光学设计教程》,黄振永著,哈尔滨工程大学出版社。
七、其他说明
1．考核内容包括：设计能力、仿真结果、设计结果检验情况、总结报告情况、出勤情况、设计和调试过程的学习态度等。
2．成绩评定：
序号评价指标满分值
1 任务书及设计要求全面、准确10
2 初始结构的选择及其论证充分、合理10
3 进行像差控制和优化设计，优化合理10
4 像质评价报告详细、准确15
5 设计结果，基本指标的实现25
6 相同像质情况下，片数少、材料普通10
7 报告结构合理、规范，条理清晰10
8 课程设计过程中的学习态度认真、出勤率高10
9 总评100
3.课程设计实施过程中，时间进度安排以第四项内容作为参考，实际可依据学生的课程安排情况，灵活调整时间开展。