光學(xué)中研究光的屬性和光在媒質(zhì)中傳播時(shí)各種性質(zhì)的學(xué)科。以光是一種波動(dòng)為基礎(chǔ)的物理光學(xué),稱為波動(dòng)光學(xué);以光是一種粒子為基礎(chǔ)的物理光學(xué),稱為量子光學(xué)。本書以光的波動(dòng)性為主要研究對(duì)象,從電磁波理論和傅里葉分析兩個(gè)角度,研究光的傳播、干涉、衍射、偏振性質(zhì),以及光的信息處理。在這些經(jīng)典內(nèi)容的編排上,力求結(jié)構(gòu)合理、鋪墊充分、線索清晰。除了基礎(chǔ)內(nèi)容外,還適當(dāng)增加了光壓、光子晶體、干涉條紋分析等,以反映科學(xué)研究和工程應(yīng)用中的熱點(diǎn)問題。

 光學(xué)是繼力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)之后的第四門理科類專業(yè)基礎(chǔ)課,是理科學(xué)生的一門必修課。本課程作為理科的重要基礎(chǔ)課,要讓學(xué)生通過光學(xué)課的學(xué)習(xí)充分了解光學(xué)的基本現(xiàn)象、牢固建立清晰的物理圖像、深入掌握光學(xué)的基本概念和基本規(guī)律、基本了解近代光學(xué)中的一些基本概念和當(dāng)前前沿科研課題的一些研究現(xiàn)狀、切實(shí)提高獨(dú)立分析和解決光學(xué)問題的能力。既要讓學(xué)生為相應(yīng)后繼課程(比如:激光原理與技術(shù)、非線性光學(xué)、量子光學(xué)、信息光學(xué)、光譜學(xué)等)的學(xué)習(xí)打好知識(shí)基礎(chǔ),又要為學(xué)生畢業(yè)后從事與物理學(xué)、尤其與光學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究、教學(xué)及相關(guān)工作做好必要的理論和實(shí)驗(yàn)知識(shí)的準(zhǔn)備。光學(xué)課程的重點(diǎn)內(nèi)容是薄透鏡成像、光學(xué)儀器、楊氏干涉、相干條件、菲涅耳衍射、夫瑯禾費(fèi)衍射、衍射光柵、五種偏振態(tài)及其轉(zhuǎn)換等。光學(xué)課程的學(xué)習(xí)難點(diǎn)分別是:幾何光學(xué)中的成像的基本概念,波動(dòng)光學(xué)中的波動(dòng)的復(fù)振幅表示、時(shí)空相干性和偏振光的干涉,晶體光學(xué)中的雙折射。
光的本性(物理光學(xué))也是光學(xué)研究的重要課題。微粒說把光看成是由微粒組成,認(rèn)為這些微粒按力學(xué)規(guī)律沿直線飛行,因此光具有直線傳播的性質(zhì)。19世紀(jì)以前,微粒說比較盛行。但是,隨著光學(xué)研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)了許多不能用直進(jìn)性解釋的現(xiàn)象,例如干涉、衍射等,用光的波動(dòng)性就很容易解釋。於是光學(xué)的波動(dòng)說又占了上風(fēng)。兩種學(xué)說的爭(zhēng)論構(gòu)成了光學(xué)發(fā)展史上的一根紅線。
狹義來說,光學(xué)是關(guān)于光和視見的科學(xué),optics(光學(xué))這個(gè)詞,早期只用于跟眼睛和視見相聯(lián)系的事物。而今天,常說的光學(xué)是廣義的,是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內(nèi)的,關(guān)于電磁輻射的發(fā)生、傳播、接收和顯示,以及跟物質(zhì)相互作用的科學(xué)。光學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要組成部分,也是與其他應(yīng)用技術(shù)緊密相關(guān)的學(xué)科。
 
 《光學(xué)》是高等師范院校物理教育專業(yè)本科生必修的基礎(chǔ)課程,是學(xué)位課程。 
     光學(xué)是物理學(xué)中最古老的一門基礎(chǔ)學(xué)科,又是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿陣地之一,具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前途。學(xué)好光學(xué),既能為物理系學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)原子物理、量子力學(xué)、相對(duì)論等課程準(zhǔn)備必要的前提條件,又有助于進(jìn)一步探討微觀和宏觀世界的聯(lián)系與規(guī)律。 
2.教學(xué)總體目標(biāo)與要求 
     通過課堂教學(xué),系統(tǒng)闡述光學(xué)的基本概念、理論及研究方法,逐步培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力(即觀察和實(shí)驗(yàn),進(jìn)而抽象、概括物理本質(zhì),以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題等方面的能力),使他們?cè)谳^短的時(shí)間內(nèi)對(duì)光學(xué)課程的內(nèi)容有一個(gè)盡可能整體的理解,從總體上把握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的潮流。 
     通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),使學(xué)生掌握一些實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能和基本方法以及實(shí)事求是、嚴(yán)格認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。 
     光學(xué)是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域中較活躍的前沿學(xué)科之一,它與科學(xué)和技術(shù)結(jié)合日益加強(qiáng),在教學(xué)中要展現(xiàn)現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的成就。在教學(xué)中還要注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握物理學(xué)的研究方法和培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。采取現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性并發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,從而提高教學(xué)效果。 
在教學(xué)過程中,各章節(jié)需配備一定數(shù)量的例題、課堂練習(xí)題和課后習(xí)題,以鞏固所學(xué)知識(shí),提高解決實(shí)際問題的能力。并且應(yīng)盡可能地采取多種教學(xué)形式,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,提高學(xué)習(xí)效果。 
     在各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)中,按“了解”、“理解”、“掌握”三個(gè)層次要求。 
     1.了解 
       對(duì)于本課程的次要內(nèi)容要求學(xué)生能夠了解。所涉及的內(nèi)容都是一些基本概念和簡(jiǎn)單敘述,只要了解,沒有進(jìn)一步深入和擴(kuò)展的要求。 
     2.理解 
       對(duì)于本課程的一般內(nèi)容要求學(xué)生能夠理解。即要求學(xué)生能夠理解所學(xué)內(nèi)容,對(duì)所涉及的內(nèi)容能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和判斷。 
     3.掌握 
       對(duì)于本課程的重點(diǎn)內(nèi)容要求學(xué)生達(dá)到掌握的程度。即要求學(xué)生能夠全面、深入地掌握所學(xué)內(nèi)容,能夠舉一反三,熟練解決相關(guān)問題。 
 
二、預(yù)修課程 
     高等數(shù)學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué) 
 
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 
     詳見各章節(jié) 
 
四、教材和參考書目 
     教材:《光學(xué)教程》第四版,姚啟鈞等,高等教育出版社,2008. 
 

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