PAGE—PAGE139—《光學(xué)教程》課程實施大綱目錄1．教學(xué)理念12．課程介紹82.1課程的性質(zhì)2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性3．教師簡介103.1教師的職稱、學(xué)歷3.2教育背景3.3研究興趣（方向）4．先修課程115．課程目標(biāo)116．課程內(nèi)容116.1課程的內(nèi)容概要6.2教學(xué)重點、難點6.3學(xué)時安排7.課程實施147.1教學(xué)單元一187.1.1教學(xué)日期...教學(xué)單元二307.2.1教學(xué)日期..7.2.7.3教學(xué)單元三397.3.1教學(xué)日期7.3.2教學(xué)目標(biāo)7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.3.4教學(xué)過程7.3.5教學(xué)方法7.3.6作業(yè)安排及課后反思7.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.3.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.4教學(xué)單元四457.4.1教學(xué)日期7.4.2教學(xué)目標(biāo)7.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.4.4教學(xué)過程7.4.5教學(xué)方法7.4.6作業(yè)安排及課后反思7.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.4.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.5教學(xué)單元五617.5.1教學(xué)日期7.5.2教學(xué)目標(biāo)7.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.5.4教學(xué)過程7.5.5教學(xué)方法7.5.6作業(yè)安排及課后反思7.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.5.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.6教學(xué)單元六717.6.1教學(xué)日期7.6.2教學(xué)目標(biāo)7.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.6.4教學(xué)過程7.6.5教學(xué)方法7.6.6作業(yè)安排及課后反思7.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.6.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.7教學(xué)單元七807.7.1教學(xué)日期7.7.2教學(xué)目標(biāo)7.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.7.4教學(xué)過程7.7.5教學(xué)方法7.7.6作業(yè)安排及課后反思7.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.7.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.8教學(xué)單元八897.8.1教學(xué)日期7.8.2教學(xué)目標(biāo)7.8.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.8.4教學(xué)過程7.8.5教學(xué)方法7.8.6作業(yè)安排及課后反思7.8.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.8.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.9教學(xué)單元九1027.9.1教學(xué)日期7.9.2教學(xué)目標(biāo)7.9.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.9.4教學(xué)過程7.9.5教學(xué)方法7.9.6作業(yè)安排及課后反思7.9.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.9.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.10教學(xué)單元十1127.10.1教學(xué)日期7.10.2教學(xué)目標(biāo)7.10.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.10.4教學(xué)過程7.10.5教學(xué)方法7.10.6作業(yè)安排及課后反思7.10.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.10.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.11教學(xué)單元十一1217.11.1教學(xué)日期7.11.2教學(xué)目標(biāo)7.11.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.11.4教學(xué)過程7.11.5教學(xué)方法7.11.6作業(yè)安排及課后反思7.11.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.11.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）7.12教學(xué)單元十二1287.12.1教學(xué)日期7.12.2教學(xué)目標(biāo)7.12.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）7.12.4教學(xué)過程7.12.5教學(xué)方法7.12.6作業(yè)安排及課后反思7.12.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.12.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）8．課程要求1378.1學(xué)生自學(xué)要求8.2課外閱讀要求8.3課堂討論要求8.4課程實踐要求9．課程考核1379.1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報告等的要求9.2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明9.3考試形式及說明10．學(xué)術(shù)誠信13810.1考試違規(guī)與作弊處理10.2杜撰數(shù)據(jù)、信息處理等10.3學(xué)術(shù)剽竊處理等11．課堂規(guī)范13811.1課堂紀(jì)律11.2課堂禮儀12．課程資源13912.1教材與參考書12.2專業(yè)學(xué)術(shù)著作12.3專業(yè)刊物12.4網(wǎng)絡(luò)課程資源13．教學(xué)合約13913.1教師作出師德師風(fēng)承諾13.2閱讀課程實施大綱，理解其內(nèi)容13.2同意遵守課程實施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望14．其他說明1391.教學(xué)理念《光學(xué)》是物理學(xué)本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，是普通物理學(xué)的一個重要組成部分，是研究光的本性、光的傳播及光和物質(zhì)的相互作用的基礎(chǔ)學(xué)科。通過本門課程的教學(xué)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握光的基本性質(zhì)，基本原理和基本知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。本門課程一方面為《原子物理學(xué)》、《電動力學(xué)》和《量子物理學(xué)》等后繼課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)訓(xùn)練提供必要的準(zhǔn)備。另一方面為學(xué)生將來從事科學(xué)研究,教學(xué)和其他工作打下良好的基礎(chǔ)。作為物理學(xué)的基本課程，應(yīng)著重要求學(xué)生掌握物理學(xué)的基本概念和基本規(guī)律,使學(xué)生建立起鮮明的物理圖象。1.1關(guān)注學(xué)生的發(fā)展作為一名教師,“教書育人”是我們最本質(zhì)的工作，但是“教書”不只是教會學(xué)生們書本上的知識，還應(yīng)更關(guān)注學(xué)生其它各方面的發(fā)展。教育的本質(zhì)則在協(xié)助學(xué)生探索自我，并從發(fā)現(xiàn)自我、開啟自我到實現(xiàn)自我，進(jìn)而能不斷地超越自我。其目的都是更好地為學(xué)生發(fā)展服務(wù)，務(wù)求可讓學(xué)生得到可持續(xù)發(fā)展的能力，從而提高學(xué)生的全面素質(zhì)。從以下幾點關(guān)注學(xué)生的發(fā)展：一、關(guān)注學(xué)生的“主體地位”?，F(xiàn)代教育的特征就是發(fā)展人的主體性，追求人的全面發(fā)展。如果我們還一直充當(dāng)“主角”，而學(xué)生僅僅充當(dāng)?shù)氖恰芭浣恰保瑒儕Z了他們自主學(xué)習(xí)的權(quán)力，必定對學(xué)生的全面發(fā)展造成影響。新課程指出我們的教師應(yīng)“以學(xué)生的發(fā)展為本”，因此，我們要牢固樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)觀念，激發(fā)學(xué)生參與意識，把主動權(quán)歸還學(xué)生，相信每一位學(xué)生都有發(fā)展，給學(xué)生提供更多的參與機(jī)會，給學(xué)生搭建一個自主學(xué)習(xí)的舞臺，培養(yǎng)學(xué)生為了適應(yīng)未來的生活而努力準(zhǔn)備。二.、關(guān)注學(xué)生的“學(xué)習(xí)興趣”學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣直接影響一節(jié)課的教學(xué)效果，因為“興趣是最好的教師”，“沒有興趣的學(xué)習(xí)，無異是一種苦役；沒有興趣的地方，就沒有智慧和靈感?！比朊圆拍苓甸_思維的大門，智力和能力才能得到發(fā)展。課堂上看學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣如何，可從這幾點觀察：教師是否有創(chuàng)設(shè)各種情境誘發(fā)學(xué)生的求知欲；教師是否能提出矛盾的問題，引起學(xué)生的疑惑；教師是否以生動的實例，描述枯燥的概念，使比較抽象的內(nèi)容變得通俗形象；教師是否有利用思辨問題或?qū)嶒灲Y(jié)論作引導(dǎo)，這樣既可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又可啟發(fā)學(xué)生的思考。三、關(guān)注學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀的體現(xiàn)與發(fā)展作為老師，在強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)基本知識的過程中，要潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生積極的人生態(tài)度，正確的價值觀、人生觀和科學(xué)的世界觀，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中學(xué)會正確的價值選擇，逐步具有社會責(zé)任感，努力為人民服務(wù)，樹立遠(yuǎn)大理想。教師應(yīng)該在思想觀念上實現(xiàn)重大轉(zhuǎn)變，充分利用教材和各種有用信息對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。處處注意創(chuàng)設(shè)民主、寬松的課堂教學(xué)氛圍，以幽默的話語、尊重和贊賞，正確引導(dǎo)與啟發(fā)學(xué)生，使學(xué)生在會心的笑容中輕松掌握知識與方法，并敢于表達(dá)自己的情感體驗及對自己、同伴、或老師作出合理的評價，使每個學(xué)生在這方面都能得到更好的發(fā)展。1.2關(guān)注教學(xué)的有效性確立學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，可以從以下兩個方面實施：首先，把學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性權(quán)交給學(xué)生。課程標(biāo)準(zhǔn)中滲透著以人為本和以學(xué)生發(fā)展為本的新理念，以學(xué)生發(fā)展為本就是要真正認(rèn)識學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人的觀點。課堂教學(xué)中要把學(xué)習(xí)的主動性權(quán)交給學(xué)生，讓他們按自己的愛好選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。其次，讓學(xué)生參與教學(xué)活動。讓學(xué)生參與教學(xué)活動是真正體現(xiàn)學(xué)生主體地位的策略。學(xué)生在課堂上不再是旁觀者，被動接受者，他們的智慧得到啟迪，能力得到發(fā)展，創(chuàng)新意識得到培養(yǎng)。①學(xué)生參與教學(xué)設(shè)計。②讓學(xué)生參與課堂講解。1.3關(guān)注教學(xué)的策略以問題為核心驅(qū)動學(xué)習(xí)，問題可以是項目、案例或?qū)嶋H生活中的矛盾。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，各種教學(xué)因素，包括教師只是作為一種廣義的學(xué)習(xí)環(huán)境支持學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)，誘發(fā)學(xué)習(xí)者的問題并利用它們刺激學(xué)習(xí)活動，或確認(rèn)某一問題，使學(xué)習(xí)者迅速地將該問題作為自己的問題而接納。學(xué)習(xí)問題必須在真實的情景中展開，必須是一項真實的任務(wù)。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜性，反對兩者必居其一的觀點和二者擇一的環(huán)境。強(qiáng)調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí)的重要性，要求學(xué)習(xí)環(huán)境能夠支持協(xié)作學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)非量化的整體評價，反對過分細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)參照評價。設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)展開的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供學(xué)習(xí)資源、認(rèn)知工具和幫助等，以反映學(xué)習(xí)環(huán)境的復(fù)雜性。應(yīng)設(shè)計多種自主學(xué)習(xí)策略，使得學(xué)習(xí)能夠在以學(xué)生為主體中順利展開。1.4關(guān)注教學(xué)價值觀注重在傳授知識的同時組織學(xué)生的認(rèn)知活動，掌握自我學(xué)習(xí)、自我發(fā)展的本領(lǐng)。2.課程描述2.1課程的性質(zhì)本課程是應(yīng)用物理學(xué)本科專業(yè)的一門重要的、必修的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，光學(xué)（optics）是物理學(xué)的重要分支學(xué)科。也是與光學(xué)工程技術(shù)相關(guān)的學(xué)科。狹義來說，光學(xué)是關(guān)于光和視見的科學(xué)，optics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射線和γ射線的寬廣波段范圍內(nèi)的電磁輻射的產(chǎn)生、傳播、接收和顯示，以及與物質(zhì)相互作用的科學(xué)，著重研究的范圍是從紅外到紫外波段。光學(xué)是研究光的本性、傳播和光與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)科學(xué)。是一門理論與實踐相結(jié)合緊密的專業(yè)核心課程,是物理學(xué)的一個重要組成部分。2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用光學(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。本課程在天體物理、激光、材料物理、核物理、電子電氣、無線電通信、光信息科學(xué)和技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由此可見，本課程是學(xué)好固體物理、半導(dǎo)體物理、光電子學(xué)等多門課程的基礎(chǔ)，該課程自身體系完整，課程中的基本理論將在后續(xù)課程中得到應(yīng)用。2.3課程的歷史與文化傳統(tǒng)2015年距離阿拉伯學(xué)者伊本*海賽姆海的五卷本光學(xué)著作誕生恰好一千年。一千年來，光的技術(shù)帶給人類文明巨大的進(jìn)步。1815年菲涅爾提出的光波概念、1865年麥克斯韋提出的光電磁傳播理論、1905年愛因斯坦的光電效應(yīng)理論和1915年通過廣義相對論將光列為宇宙學(xué)的內(nèi)在要素，以及1965年彭齊亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景，同年高錕提出光在纖維中的傳輸，以用于光學(xué)通信。2015年是光學(xué)界許多里程碑式發(fā)現(xiàn)發(fā)明的周年紀(jì)念。聯(lián)合國大會已經(jīng)宣布2015年為國際光年，希望以此紀(jì)念千年來人類在光領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)推動可持續(xù)發(fā)展、解決能源、信息、教育、農(nóng)業(yè)和衛(wèi)生等世界性問題的光技術(shù)的重要性。2015年國際光年已獲得聯(lián)合國全體成員的支持，將由國際上包括IEEE，CIE，SPIE等50個國際學(xué)術(shù)科研團(tuán)體聯(lián)合舉辦。中國光學(xué)學(xué)會也把紀(jì)念國際光年的活動列為2015年的重要議事日程。2.4課程的前沿及發(fā)展趨勢當(dāng)今的光學(xué)學(xué)科飛速發(fā)展。特別是近30年來，由于激光的問世，光學(xué)的面貌發(fā)生了深刻的變化，光學(xué)的研究內(nèi)容也從傳統(tǒng)的光學(xué)與光譜學(xué)迅速擴(kuò)展到光學(xué)與物理其他分支學(xué)科的交匯點。諸如激光物理、非線性光學(xué)、高分辯率光譜學(xué)、強(qiáng)光光學(xué)和量子光學(xué)正不斷趨于完善和成熟。有的則正在積累形成新的分支學(xué)科，如光子學(xué)、超快光譜和原子光學(xué)等。光學(xué)與化學(xué)、生物學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)的交叉也越來越廣泛和深入。光學(xué)中的新理論、新概念和新方法已成為激光、光纖通訊等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要依托(光學(xué)工程)?？梢灶A(yù)見，在21世紀(jì)中，光學(xué)的研究將會有若干突破性的進(jìn)展，并對生命科學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的突破，以及光學(xué)、光電子等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命起到關(guān)鍵性的先導(dǎo)和推動作用。2.5課程與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)系2015年是聯(lián)合國教科文組織發(fā)起設(shè)立的“光和光基技術(shù)國際年”（TheInternationalYearofLightandlight-basedTechnologies），簡稱“國際光年”。光學(xué)在人類健康、通訊、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人類生活改進(jìn)等方面都做出巨大的貢獻(xiàn)。從航空航天到日常的生產(chǎn)和生活，光學(xué)無處不在。100年以來，對科學(xué)技術(shù)貢獻(xiàn)的標(biāo)志性工作之一就是諾貝爾獎的獲得。其中15項與光學(xué)有關(guān)的諾貝爾獎獲得項目分別是光電效應(yīng)（1921年）、微波激射器（1964年）、全息照相（1971年）、宇宙背景射線（1978年）、激光光譜（1980年）、精確原子光譜（1989年）、激光冷卻（1997年）、飛秒激光化學(xué)（1999年）、波色愛因斯坦凝聚（2001年）、半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)激光器（2002年）、量子光學(xué)與頻率光梳（2006年）、發(fā)現(xiàn)熒光蛋白（2008年）、光纖的發(fā)明（2009年）、量子光學(xué)（2012年）、藍(lán)光LED超分辨成像（2014年）。光學(xué)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大推動作用，在現(xiàn)代信息技術(shù)方面，1966年華裔科學(xué)家高錕利用光傳輸全反射原理取得光纖物理學(xué)的突破成果，促成光纖通信系統(tǒng)的問世，為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展鋪平了道路；在先進(jìn)制造領(lǐng)域，激光加工以其無磨損、高硬度、高熔點等優(yōu)勢正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械加工，而飛秒激光加工則是未來高精度加工的發(fā)展趨勢。比如三維微納加工、眼科手術(shù)、3D打印等都是激光的現(xiàn)代應(yīng)用；在能源與健康領(lǐng)域，不論是能耗低、安全性高的LED光源，還是波長短、穿透能力強(qiáng)的X光，都為人類生產(chǎn)生活帶來極大的便利；而安檢時廣泛運用的太赫茲波與激光武器等則是光學(xué)科技運用于國家安全的典型案例。2.6課程內(nèi)容可能涉及到的倫理與道德問題在狹義范圍內(nèi)，本課程內(nèi)容不涉及到倫理與道德問題。從廣義范圍來看，教學(xué)過程涉及到的科學(xué)技術(shù)與倫理道德的關(guān)系是辯證統(tǒng)一的關(guān)系。一方面,教學(xué)過程的科學(xué)求真與倫理道德的求善反映了人類不同的需求,二者在實現(xiàn)的過程中有時會產(chǎn)生沖突;另一方面,教學(xué)過程的科學(xué)求真與道德的求善,都是人類追求的目標(biāo),本課程的科學(xué)發(fā)展史有助于學(xué)生倫理道德水準(zhǔn)的提升;倫理道德的進(jìn)步有助于培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀。2.7學(xué)習(xí)本課程的必要性光學(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。光學(xué)課程既能為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)原子物理、量子力學(xué)、相對論等課程準(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。通過本門課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及今后的工作打下基礎(chǔ)。3．教師簡介4．先修課程《高等數(shù)學(xué)》，《電磁學(xué)》，《原子物理學(xué)》，5．課程目標(biāo)5.1牢固掌握有關(guān)光的傳播及其本性，包括干涉、衍射、偏振等基本現(xiàn)象、原理和規(guī)律，為后繼課程奠定必要的基礎(chǔ)。并了解它們在科研、生產(chǎn)和實踐上的應(yīng)用。5.2牢固掌握幾何光學(xué)的基本概念、成像規(guī)律和作圖方法。熟悉典型助視光學(xué)儀器的基本結(jié)構(gòu)及原理。5.3了解現(xiàn)代光學(xué)的發(fā)展概況以及現(xiàn)代光學(xué)的基本概念、原理，研究的方法、手段，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。5.4培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、科學(xué)探究能力和分析解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、勇于探究的科學(xué)精神和辯證唯物主義世界觀。6．課程內(nèi)容6.1課程的內(nèi)容概要第一章光的干涉1-1光波的疊加與相干1-2由單色波疊加所形成的干涉花樣1-3分波面雙光束干涉，楊氏雙縫干涉1-4干涉條紋的可見度1-6分振幅薄膜干涉，等傾干涉1-7等厚干涉,多光束干涉1-8干涉儀,牛頓環(huán)1-9光的干涉應(yīng)用第二章光的衍射2-1惠更斯-菲涅耳原理2-2半波帶法,菲涅耳衍射2-3夫瑯和費單縫衍射2-4夫瑯和費圓孔衍射,埃里斑2-5瑞利判據(jù),衍射光柵2-6譜線半角寬度與缺級現(xiàn)象,光柵方程及分辨本領(lǐng)第三章幾何光學(xué)3-1幾個基本概念和定律，光線,光程,費馬原理3-2光在平面界面上的反射和折射，光導(dǎo)纖維。3-3球面反射與折射成像,高斯公式牛頓公式,組合透鏡第四章光學(xué)儀器基本原理第五章光的偏振5-1自然光與偏振光,5-2線偏振光與部分偏振光5-3雙折射,布儒斯特定律5-4馬呂斯定律,5-5起偏與檢偏,波片,5-6橢圓偏振光和圓偏振光5-7偏振態(tài)的實驗檢定5-8偏振光的干涉.第七章光的量子性7-1經(jīng)典輻射定律7-2普朗克輻射公式7-4光電效應(yīng),.7-5康普頓效應(yīng).7-6光的波粒二象性期末總復(fù)習(xí)6.2教學(xué)重點、難點第一章（含緒論）光的干涉重點：相干條件，等傾干涉、等厚干涉的特征，邁克爾孫干涉儀基本原理及其應(yīng)用難點：光源與機(jī)械波的區(qū)別，光源的線度對干涉條紋的影響，邁克爾孫干涉儀基本原理及其應(yīng)用第二章

光的衍射重點：惠更斯—菲涅耳原理的物理意義、夫瑯和費單縫衍射，瑞利判據(jù)、光柵方程難點：半波帶法，缺級現(xiàn)象第三章幾何光學(xué)的基本原理重點：費馬原理、符號法則，難點：符號法則的正確使用第四章

光學(xué)儀器的基本原理重點：望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的原理、放大本領(lǐng)和分辨本領(lǐng)難點：區(qū)別角放大率與放大本領(lǐng)，有效光闌和聚第五章

光的偏振重點：單軸晶體的光軸、主截面和振動面，單軸晶體中的惠更斯作圖法，布儒斯特定律和馬呂斯定律，偏振光干涉光強(qiáng)的計算光本領(lǐng)難點：光振動與自然光和偏振光的聯(lián)系，晶體的雙折射，產(chǎn)生線偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光的條件，1/4波片和/2波片的功用第七章光的量子性重點：黑體輻射，光電效應(yīng)難點：普朗克公式，康普頓效應(yīng)6.3學(xué)時安排序號主要內(nèi)容參考學(xué)時1（一）緒論22（二）光的干涉83（三）光的衍射84（四）幾何光學(xué)基礎(chǔ)85（五）光學(xué)儀器的基本原理66（六）光的偏振97（七）光的量子性4合計457.課程實施7.1教學(xué)單元一7.1.1教學(xué)日期第一周7.1.2教學(xué)目標(biāo)1、理解光的迭加原理，掌握光的相干條件。并能分析各種干涉裝置如何產(chǎn)生相干光？2、掌握光程差與位相差的關(guān)系。3、對楊氏雙縫要求掌握以下幾點：A、光程差公式。B、極大極小條件。C、干涉條紋的形狀及隨實驗條件變化的變化情況。7.1.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：相干條件，難點：光源與機(jī)械波的區(qū)別7.1.4教學(xué)過程緒論通過時間坐標(biāo)，簡要敘述國內(nèi)外光學(xué)從古至今的發(fā)展簡歷。第一章光的干涉1-1光波的疊加與相干（引導(dǎo)法）提問：根據(jù)日常看到的干涉現(xiàn)象，引入問題。1865年，麥克斯韋建立電磁場理論，預(yù)言了電磁波以光速傳播，得出了光是某一波段的電磁波的結(jié)論。1.1.1電磁波的傳播速度和折射率真空中光速，介質(zhì)中光速介質(zhì)折射率這個公式將光學(xué)和電磁學(xué)這兩個不同領(lǐng)域中的物理量聯(lián)系起來。1.1.2光的強(qiáng)度背景知識：橫波、縱波（提問：橫波和縱波是如何定義的？）橫波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直?？v波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行。光是橫波平面電磁波方程 對人眼或感光儀器起作用的是光波中的振動矢量通常指的是可見關(guān)：能夠被人眼感受到的電磁波。波長范圍：390nm～760nm可見光波譜：紅外線波長長短紫外線1.1.3機(jī)械波的獨立性和疊加性（問答法）提問：兩列水波相遇，如何傳播？波動的獨立性原理：介質(zhì)中幾列波同時傳播，每一列波不會因為其他波的存在而改變各自傳播屬性的特點；波動的疊加性原理：在波列相遇的區(qū)域，介質(zhì)每一點的振移是各波列單獨存在時該點振動位移的矢量和。1.1.4干涉現(xiàn)象是波動的特性一般情況下，各個波的振動方向和頻率均不同，相位關(guān)系不確定，疊加的合成波較為復(fù)雜。干涉現(xiàn)象：滿足一定條件的兩列波相遇迭加，在迭加區(qū)域內(nèi)，有些點的振動始終加強(qiáng)，有些點始終減弱，呈現(xiàn)出有規(guī)則的穩(wěn)定分布現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就是干涉現(xiàn)象。相應(yīng)的波稱為相干波，產(chǎn)生相干波的波源叫相干波源。波動的特征是能量以振動的形式在物質(zhì)中依次轉(zhuǎn)移，物質(zhì)本身并不隨波移動1.1.5相干與不相干疊加（引導(dǎo)法）提問：簡諧振動中兩矢量如何相加？其中平均振動強(qiáng)度討論⑴若兩振動不中斷，即合振動平均強(qiáng)度達(dá)最大值————干涉相長合振動平均強(qiáng)度達(dá)最小值————干涉相消⑵若振動時斷時續(xù)，兩初位相獨立地變化，即：合振動的平均強(qiáng)度為兩分振動強(qiáng)度之和總結(jié)：A：兩振動的位相差（φ2-φ1）在某點始終保持不變，則在較長的觀察時間內(nèi)可觀察到整個空間穩(wěn)定的干涉花樣（強(qiáng)度的非均勻分布）。通常稱頻率相同、振動方向幾乎相同、位相差恒定的兩個振動是相干的。B：若（φ2-φ1）在觀察時間內(nèi)無規(guī)則變化，則空間各點強(qiáng)度均等于分振動強(qiáng)度之和不出現(xiàn)干涉花樣。通常稱這樣的兩個振動是非相干的。1.2由單色波疊加所形成的干涉圖樣1.2.1相位差和光程差（詳細(xì)板書）設(shè)兩點光源S1、S2的振動可表示為同時到達(dá)P點時，其振動方程為：1、相位差2、光程、光程差光程：介質(zhì)折射率與光波在該介質(zhì)中所通過的路程的乘積由，得光程差：討論：⑴光程具有可加性⑵在真空中n1=n2=1(3)干涉相長干涉相消光的干涉問題的討論可以從光程差的討論入手1.2.2干涉圖樣的形成（詳細(xì)推導(dǎo)）D>>d,D≈1m,d≈10-4m632.8nm的氦氖激光器產(chǎn)生的干涉條紋589.3nm的鈉黃光產(chǎn)生的干涉條紋白光入射的楊氏雙縫干涉照片綜上所述，干涉條紋具有如下特征：各級亮條紋強(qiáng)度相等，相鄰條紋（明或暗）間距相等，且與干涉級j無關(guān)；當(dāng)波長λ一定時，條紋間距Δx∝D，Δx∝1/d；當(dāng)D、d一定時，Δx∝λ。歷史上第一次測定光波波長就是通過測定Δy來實現(xiàn)的；當(dāng)用白光（復(fù)色光）作光源時，除j=0的中央條紋仍為白色(復(fù)色)外，其余各級條紋均成彩色且內(nèi)紫外紅；干涉圖樣實質(zhì)上體現(xiàn)了參與相干疊加的光波間相位差的空間分布1.3分波面雙光束干涉1.3.1光源和機(jī)械波的區(qū)別（比較法）機(jī)械波源與光波波源特征不同從波動的角度看，雖然光與機(jī)械波和普通電磁振蕩沒有本質(zhì)的區(qū)別，但是，第一，我們無法直接觀察或測量光波電矢量周期性變化的情況，第二，普通的光也無法產(chǎn)生干涉。這到底是為什么？第一點，光的波長在400～760nm，其頻率約是1014Hz，這樣短的變化周期不僅比人眼的響應(yīng)時間要小得多，也比電子儀器的響應(yīng)時間小得多，所以，我們無法直接感受到光的振動情況。(比較容易理解)由于測量儀器的響應(yīng)時間比光波的振動周期大許多，光強(qiáng)的測量值實際上是光波的能流密度在一定時間內(nèi)（即儀器響應(yīng)時間內(nèi)）積累強(qiáng)度的平均值。如果設(shè)觀察時間或儀器響應(yīng)時間為τ(T>>τ)，則光強(qiáng)在觀察時間內(nèi)不是穩(wěn)定值，而是隨時間作無規(guī)、隨機(jī)改變。由于在（-1,1）隨機(jī)取值，則有兩列光的強(qiáng)度簡單相加，這就是我們通常觀察到的現(xiàn)象。普通的光之間是沒有干涉的。1.3.2獲得穩(wěn)定干涉圖樣的條件典型的干涉實驗（描述、比較法）1、條件：在任何瞬時，到達(dá)觀察點的必須是同一批原子發(fā)射的經(jīng)過不同的光程的兩列光波。2、方法：A、分波面法如楊氏雙縫干涉波面的各個部分作為發(fā)射次波的光源，這些次波交疊在一起發(fā)生干涉。B、分振幅法如等傾干涉、等厚干涉干涉次波本分被分成兩部分，各自走過不同的光程后重新疊加并發(fā)生干涉。C、分振動面如偏振光的干涉（第五章）3、典型分波面干涉實驗a、楊氏雙縫實驗楊氏雙縫干涉實驗原理 光程差：明暗紋條件條紋特點：(1).明暗相間的條紋對稱分布于中心O點兩側(cè)。(2).相鄰明條紋和相鄰暗條紋等間距，與干涉級k無關(guān)。條紋中心間距條紋中心間距變化(3).若用復(fù)色光源，則干涉條紋是彩色的。b、洛埃鏡半波損失：入射光在光疏介質(zhì)中前進(jìn)，遇到光密介質(zhì)的界面時，在掠射或正入射兩種情況下，發(fā)射光的振動方向?qū)τ谌肷涔獾恼駝臃较蚨紟缀跸喾?，光程好像損失（或增加）了半個波長一樣。(1)反射光與入射光比較n1<n2 有半波損失n1>n2 無半波損失(2)經(jīng)介質(zhì)膜上下界面兩反射光比較n1<n2,n2>n3或n1>n2,n2<n3n1>n2>n或n1<n2<n3例題：（練習(xí)式）例題1楊氏雙縫實驗d=0.2mm，屏到雙縫距離d’=2.0m，若測得干涉條紋中第三級明條紋到屏中心的距離為18.9mm，求：（1）此單色光的波長；（2）相鄰明條紋的間距。解（1）由明紋公式，知n=1，k=3，x=18.9mm，則（2）兩相鄰明條間距例題2在楊氏實驗裝置中，兩小孔的間距為0.5mm，光屏離小孔的距離為50cm。當(dāng)以折射率為1.60的透明薄片貼住小孔S2時，發(fā)現(xiàn)屏上的條紋移動了1cm，試確定該薄片的厚度。解：未加薄片前，P點的光程差為因為加薄片前，P點的光程差為07.1.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.1.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)2題7.1.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.1.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社緒論0.1，0.2節(jié)光的干涉1.1,1.2，1.3節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8緒論第二章光的干涉2.1節(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~7.2教學(xué)單元二7.2.1教學(xué)日期第二周7.2.2教學(xué)目標(biāo)1、了解干涉條紋的可見度2、掌握分振幅法等傾干涉條紋的條紋特征；3、掌握分振幅等厚干涉的條紋特征；7.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：等傾干涉、等厚干涉的特征難點：光源的線度對干涉條紋的影響7.2.4教學(xué)過程1.4干涉條紋的可見度1.4.1干涉條紋的可見度（直觀法）可見度：描述干涉圖樣中條紋的強(qiáng)弱對比。定義：當(dāng)Imin=0時，V=1，條紋對比最清楚，可見度最好當(dāng)Imin≈Imax時，V≈0，條紋不可見雙光束的振幅比對干涉條紋可視度的影響 令1.4.2、光源的非單色性對干涉條紋的影響（圖示直觀法）1.理想的單色光、2.準(zhǔn)單色光、譜線寬度準(zhǔn)單色光：在某個中心波長（頻率）附近有一定波長（頻率）范圍的光。實際使用的單色光源都有一定的光譜寬度設(shè)：為光源的波長，為譜線的寬度揚氏干涉，k級條紋寬度當(dāng)?shù)牡趉級條紋和的第k+1級條紋重合時，條紋不可分辨設(shè)能分辨的干涉明紋最大級次為kM與kM對應(yīng)的光程相干長度：由光源的單色性決定的、產(chǎn)生可見度不為零的、干涉條紋的最大光程差也可定義兩列波能發(fā)生干涉的最大光程差叫相干長度。相干長度—：中心波長1.4.4、光源的線度對干涉條紋的影響當(dāng)光源寬度d增大到某個寬度d0’時，干涉條紋剛好消失：S’到S1和S2的光程差：其中，并約去d的平方項若光程差等于λ/2時，光譜的可見度降為0，此時擴(kuò)展光源的臨界寬度為：1.6分振幅薄膜干涉（一）——等傾干涉1.6.1、單色點光源引起的干涉現(xiàn)象（詳細(xì)推導(dǎo)）利用薄膜上、下兩個表面對入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)獲得相干光束。（1）光線路徑不同所產(chǎn)生的光程差為：由折射定律（2）反射光當(dāng)n2＞n1時，A點的反射光有半波損失，兩反射光間的光程差為：（3）透射光B、C點的反射光都不造成半波損失，兩透射光間的光程差為：（4）干涉相長和相消的條件（5）反射率對干涉條紋的影響反射率由菲涅爾公式得：根據(jù)光程差公式的變量定義等厚干涉和等傾干涉若λ、i一定：d→對應(yīng)→Δ（等厚干涉）若λ、d一定：i→對應(yīng)→Δ（等傾干涉）常見的兩種等厚薄膜干涉1．劈尖干涉（1）圖示G1下表面和G2上表面形成劈尖中間為空氣（n=1）—空氣劈尖（2）干涉條紋光線垂直入射，反射光(1)(2)的干涉，光程差（提問？）討論：（1）等厚干涉條紋：平行棱邊的明暗直條紋；（2）棱邊處d=0，即為暗條紋（提問：為什么?）（3）條紋間距（圖示）厚度差：間距：（4）條紋變化↑條紋變密↑條紋變密1.6.2單色發(fā)光平面所引起的等傾干涉條紋（結(jié)合動畫）演示動畫對于厚度均勻的平面薄膜而言，光程差決定于傾角，相同入射角的入射光有相同光程差，具有相同干涉加強(qiáng)和減弱的情況，因而，在焦平面上同一干涉條紋上各亮點(暗點)對應(yīng)相同的入射角，因而稱為等傾干涉。等傾圓環(huán)條紋的分析1.條紋級次變化正入射中心點中心干涉級次j0不一定為整數(shù)—設(shè)為整數(shù)—中央為j0級亮紋(不影響條紋性質(zhì))中心向外—i0增大減小,干涉級次降低(j減小)2、第N個亮環(huán)半徑接近正入透鏡焦距為f，第N個亮環(huán)半徑：3、相鄰圓環(huán)的間距相鄰圓環(huán)角間距條紋間距A、條紋間距和條紋角間距都正比于--從中心向外逐漸加大—條紋級數(shù)j減小，間距逐漸減小—條紋逐漸密集B、薄膜厚度d0越大，條紋間距越小，越不易分辨等傾條紋特征：（1）干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán)，條紋觀察面上一點對應(yīng)一個入(出)射方向,一個條紋對應(yīng)一個i等傾圓條紋；（2）厚度一定時，干涉級數(shù)j越高，相當(dāng)于入射角i1越小,越靠近中央，因而中央級次最高；（3）條紋間距中央大，邊緣小，內(nèi)疏外密；（4）當(dāng)d0增大時，j增大，在圓環(huán)中心(i=0)處有圓環(huán)冒出；當(dāng)d0減小時，j減小，在圓環(huán)中心處有圓環(huán)吞入。每冒出或吞入一個圓環(huán)，薄膜厚度的改變?yōu)椋海?）光源的大小對等傾干涉條紋的可見度并無影響。（6）光源的大小對等傾干涉條紋的可見度并無影響。（7）若光垂直入射，既是當(dāng)i為0時的特殊情況。單色光垂直入射，在薄膜表面上：或全亮或全暗、或一片均勻的光亮，沒有干涉條紋。復(fù)色光垂直入射，在薄膜表面上：有的顏色亮，有的消失，沒有干涉條紋。7.2.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.2.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)：2題7.2.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.2.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第二章光的干涉1.4,1.6,1.7節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第二章光的干涉2.2節(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~7.3教學(xué)單元三7.3.1教學(xué)日期第3周2016年3月14日，16日7.3.2教學(xué)目標(biāo)1、理解牛頓環(huán)產(chǎn)生的基本原理,鞏固干涉概念。2、理解利用牛頓環(huán)測定凸透鏡的曲率半徑的基本原理。3、掌握邁克爾孫干涉儀基本原理及其應(yīng)用。7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點、難點掌握邁克爾孫干涉儀基本原理及其應(yīng)用。7.3.4教學(xué)過程1.8邁克爾孫干涉儀（動畫演示）邁克耳孫：美籍德國人，因發(fā)明邁克爾遜干涉儀，用于進(jìn)行光譜學(xué)和度量學(xué)的研究，并精確測出光速，獲1907年諾貝爾物理獎。M2固定M1可移動，M1與M2的反射光發(fā)生干涉，相當(dāng)于M1與M2的像間的空氣薄膜干涉。邁克耳孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；(2)兩光束的光程差可調(diào).當(dāng)M1不垂直于M2時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.介質(zhì)片厚度對不同特殊用途，設(shè)計制造了許多專用干涉儀顯微干涉儀：測表面光潔度泰曼-格林干涉儀：測光學(xué)元件成象質(zhì)量干涉比長儀：測長度瑞利干涉儀：測氣體、液體折射率測星干涉儀：測星球角直徑引入最近美國科學(xué)家探測引力波的介紹上世紀(jì)70年代，物理學(xué)家萊納·魏斯（Rainer·Weiss）等人意識到用激光干涉方法探測引力波的可能性。相關(guān)技術(shù)條件到90年代才發(fā)展成熟。這張表列出的就是世界各國科學(xué)家們利用激光干涉方法探測引力波的項目，其中最為知名的就是美國國家科學(xué)基金會資助，由美國加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院聯(lián)合實施的LIGO，不久前正是該項目成功探測到引力波。激光干涉法探測引力波的原理就是將一束光分成兩束，分別經(jīng)過不同的光路，最后匯合到一處，正常情況下，LIGO發(fā)出的激光相互抵消，探測器將接收不到光信號，如果引力波存在，那么兩束光經(jīng)過的時空不同，激光跑過的路程被引力波拉長或壓短，就會產(chǎn)生干涉條紋，而為了探測極其微弱的引力波，這兩束光路在保證精確度和靈敏度的情況下，原則上要越長越好，這也是為什么LIGO的光路軌道要做到4公里長的緣故。牛頓環(huán)裝置：平板玻璃上放置曲率半徑很大的平凸透鏡單色平行光垂直入射思考：（提問）比照劈尖的情況，得出牛頓環(huán)干涉條紋的特點條紋特點：條紋的形狀取決于膜等厚線的形狀；條紋為以接觸點為中心的明暗相間的同心圓環(huán)；中心為暗斑條紋內(nèi)疏外密明暗紋半徑：明k=0,1,2….暗k=0,1,2….暗環(huán)間距1.9應(yīng)用：增透膜和高反射膜1、增透膜為了減少入射光能在透鏡玻璃表面反射所引起的損失，常在玻璃表面鍍一層厚度均勻的薄膜，利用薄膜的干涉使反射光減到最小，從而達(dá)到透射光增強(qiáng)的目的。MgF2n2=1.38玻璃n3=1.5反射光光程差入射角很小時干涉相消條件最小膜厚度2、增反膜一般玻璃表面的反射率約4%，但有些光學(xué)儀器需要高反射率(激光器中的高反射鏡、彩電中的彩色分光膜、電影放映燈內(nèi)的冷光膜、鍍膜眼睛等）。在基底上鍍上一層薄膜(硫化鋅2.35)，使反射光加強(qiáng)的膜稱為增反膜。ZnSn2=2.35干涉加強(qiáng)條件最小膜厚度7.3.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.3.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)2題7.3.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.3.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第二章光的干涉1.8,1.9，1.10節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第二章光的干涉2.4節(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~7.4教學(xué)單元四7.4.1教學(xué)日期第四周7.4.2教學(xué)目標(biāo)了解光的衍射現(xiàn)象，并注意區(qū)分菲涅爾衍射和夫瑯和費衍射；理解衍射現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)惠更斯-菲涅爾原理；了解波帶片的原理和應(yīng)用；掌握夫瑯禾費單縫衍射的光強(qiáng)分布規(guī)律，明確的物理意義；掌握夫瑯禾費園孔衍射的光強(qiáng)分布規(guī)律，明確公式的物理意義，和艾里斑的半角寬度計算；7.4.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：惠更斯—菲涅耳原理的物理意義、夫瑯和費單縫衍射難點：半波帶法7.4.4教學(xué)過程第二章光的衍射2.1惠更斯—菲涅耳原理2.1.1光的衍射現(xiàn)象（利用現(xiàn)象提問）當(dāng)一個波在傳播中遇到障礙物時，會繞過去繼續(xù)傳播，如聲音透過門縫，河里的水波穿過涵洞，這種不遵從直線傳播規(guī)律的繞射現(xiàn)象就是波的衍射。當(dāng)障礙物的尺寸小到與波長可比擬時，衍射現(xiàn)象明顯。光波長很短，因此光波的衍射在障礙物很小時才易于觀察到。定義光在傳播過程中繞過障礙物的邊緣偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)不均勻分布的現(xiàn)象叫光的衍射。現(xiàn)象例1：圓孔衍射特點：光線拐彎，而且在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。例2：單縫衍射特點：光線同樣拐彎，而且在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。2.1.2惠更斯（Huygens）原理（動畫演示）Huygens子波原理的內(nèi)容（1678年）：光波波前上每一點可看成一個新的次級波源，發(fā)出子波；下一個時刻的波前為所有子波的共同包絡(luò)面；波的傳播方向在子波源與子波面和包絡(luò)面的切點的連線方向上。任何時刻波面上的每一點都可作為次波的波源，各自發(fā)出球面波；在以后的任何時刻，所有這些次波波面的包絡(luò)面形成整個波在該時刻的新波面。2.1.3惠更斯—菲涅耳原理波前S上每個面元ds都可看成新的振動中心，它們發(fā)出次波，空間某一點P的光振動是所有這些次波在該點的相干疊加。ds發(fā)出的各次波符合下列假設(shè)：1、S為等位面，設(shè)初相為零，即令φ0=02、ds發(fā)出的次波為球面波，P點振動振幅與r成反比3、P點的振動振幅與ds成正比，與傾角θ有關(guān)K(θ)：傾斜因子4、次波在P點的振動由光程Δ=nr決定（φ=2πΔ/λ）ds發(fā)出次波的波動方程為最初菲涅耳做上述假設(shè)時只憑樸素的直覺，1882年以后，基爾霍夫（Kirchhoff）解光的電磁波動方程，也得到了上述E的表示式，這使得惠─菲原理有了波動理論的根據(jù)，證明了惠─菲原理的假設(shè)基本正確。直接計算E的積分相當(dāng)復(fù)雜，可采用振幅矢量疊加法做近似處理；夫瑯禾費衍射時，積分較簡單。下節(jié)將介紹菲涅耳提出的一種簡便的分析方法——半波帶法。它在處理一些有對稱性的問題時，既方便，物理圖象又清晰。2.2菲涅耳半波帶菲涅耳衍射2.2.1菲涅耳半波帶以點光源發(fā)出的球面波通過小圓孔為例顯然，波面S對法線OP具有旋轉(zhuǎn)對稱性。在S上取環(huán)狀帶，令相鄰波面到觀察點距離均相差λ/2的環(huán)形帶波面稱為半波帶。2.2.2合振幅的計算各半波帶發(fā)出的次波在P點產(chǎn)生的振幅P點的合振幅每個波帶的振幅半波帶在三角形OBkP中,由以上幾式可得任一半波帶的面積和它到P點的距離之比是與k無關(guān)的各半波帶在P點的振幅區(qū)別只與傾斜因子有關(guān)各半波帶在P點的振幅是一個單調(diào)下降的收斂數(shù)列2.2.3菲涅耳圓孔衍射實驗裝置計算P點的光強(qiáng)首先考慮通過圓孔的K個完整菲涅耳半波帶數(shù)：在ΔBAP中：在ΔBAO中：比較兩式：R→∞（平行光入射）討論：對P點若S恰好分成K個半波帶時：K為奇數(shù)K為偶數(shù)對P點若S中還含有不完整的半波帶時：光強(qiáng)介于最大和最小之間2.2.4圓屏衍射P點的振幅：圓屏遮蔽了個K半波帶從K+1個半波帶從最后的半波帶（a∞→0）在P點疊加，合振幅為：不管圓屏的位置和大小怎樣，圓屏幾何影子的中心永遠(yuǎn)有光（泊松點）。圓屏的面積↓，ak+1↑，到達(dá)P點的光愈強(qiáng)。2.2.5干涉、衍射和光的直線傳播的聯(lián)系從本質(zhì)上講干涉和衍射都是波的相干疊加，沒有區(qū)別。通常：干涉指的是有限多的子波的相干疊加，衍射指的是無限多的子波的相干疊加，二者常常同時存在。例如，不是極細(xì)縫情況下的雙縫干涉，就應(yīng)該既考慮雙縫的干涉，又考慮每個縫的衍射。當(dāng)波面完全不遮蔽時，所有次波在任何觀察點的疊加結(jié)果就形成光的直線傳播。如果波面的某些部分被遮蔽，這些部分次波不能到達(dá)觀察點，疊加時缺少了這部分次波的參加，便發(fā)生的衍射現(xiàn)象。2.3夫瑯禾費（Fruanhofer）單縫衍射夫瑯禾費單縫衍射基本光路實驗裝置及結(jié)果S：單色線光源（縫寬）θ：衍射角不同的衍射角θ對應(yīng)屏上不同的觀察點P。實驗結(jié)果：在接收屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射花樣。單縫衍射花樣的主要特征：屏幕特征一：中央有一特別明亮的亮紋，兩側(cè)有屏幕一些強(qiáng)度較小的亮紋，中央亮紋寬度是其他亮紋寬度的兩倍；其他亮紋的寬度相同；亮度逐級下降特征二：縫b越小，條紋越寬（即衍射越厲害）特征三：波長越大，條紋越寬。2.3.2強(qiáng)度的計算單縫衍射圖樣的明暗分布規(guī)律,是單縫處的入射波陣面上無數(shù)個子波波源在不同方向上的光干涉結(jié)果。解算方法：嚴(yán)格的積分法簡單的半波帶法用惠－費原理計算光強(qiáng)分布：平行光入射入射光波面//狹縫B’B上次波的振動方程將B’B分成一組平行于縫長的窄帶，設(shè)整個狹縫在θ=0方向上的總振幅B’B處振動的初位相某一窄帶寬度dx振幅：dx振動：（各窄帶發(fā)出次波的振動方程）2、BD上次波的振動方程任選M點，設(shè)，作則BN面上各次波到P點的光程相同B和M到P的光程差為N點振動：積分過程見（附錄2－1）當(dāng)λ、b、A0確定時，Ap僅與θ有關(guān)。令P點光強(qiáng)隨θ的分布2.3.3衍射圖樣的光強(qiáng)分布令（1），（2）分別解（1）和（2）式，可得出所有極值點中央最大位置：由為方程（1）的一個解由中央主最大位置，與P0點對應(yīng)最小位置：由次最大位置：用圖解法解超越方程(2)，作，直線和正切曲線的交點即為方程(2)的解，如下圖：解得：相應(yīng)：將依次帶入光強(qiáng)公式，得到從中央往外各次極大的光強(qiáng)依次為：0.0472I0、0.0165I0、0.0083I0…故I次最大<<I主最大2.3.4單縫衍射花樣的特點特征一：中央最大的光強(qiáng)最大，第一級次最大光強(qiáng)僅為中央最大光強(qiáng)的5%，其他次最大的光強(qiáng)隨k0的增加而迅速減小。由暗紋條件各級暗紋位置相鄰兩暗紋角寬度相鄰兩暗紋角寬度兩側(cè)明紋寬度特征一：各級暗紋等間距，中央明紋寬度為其它明紋寬度的兩倍特征二：縫b越小，條紋越寬（即衍射越厲害）特征三：波長越大，條紋越寬。2.4夫瑯和費Fruanhofer圓孔衍射光學(xué)儀器的光瞳通常是圓形的，討論夫瑯和費園孔衍射對于分析光學(xué)儀器的衍射現(xiàn)象和成象質(zhì)量具有重要意義一、實驗裝置和結(jié)果特征一：由中央亮斑和明暗相間的同心圓環(huán)組成特征二：中央亮斑特別明亮如何解釋這些實驗規(guī)律？二、光強(qiáng)分布1、 接收屏上任一點P的光強(qiáng)為（計算過程見附錄2－2）：A0為θ=0方向上的合振幅R、λ確定時，m由θ決定J1（2m）為一階貝塞爾（bessel）函數(shù)，是隨m作振蕩變化的函數(shù)，其數(shù)值可查數(shù)學(xué)手冊光強(qiáng)分布曲線P點的相對光強(qiáng)分布I0=1時的光強(qiáng)分布曲線光強(qiáng)三維分布圖極大極小位置令，求出I/I0的極值點，列表給出其位置和對應(yīng)的相對光強(qiáng)如下：第一級暗環(huán)(即愛里斑的邊沿)的角位置的實驗規(guī)律圓孔半徑R，直徑D；愛里斑半徑r,直徑d愛里斑直徑d與圓孔直徑D的關(guān)系式特征一：r相等處的光強(qiáng)相同，中央為圓形亮斑，周圍有一些亮暗相間的同心圓環(huán)條紋。特征二：中央亮斑集中了入射光強(qiáng)的84%，特別明亮，稱為愛里斑。愛里斑愛里斑線半經(jīng)：愛里斑半角寬：第一暗環(huán)的半徑r1，對應(yīng)的角寬度Δθ1愛里斑線半經(jīng)：由于衍射的存在，一個物點的象不再是一個點，而是一個衍射斑(主要是愛里班)。如果兩個衍射斑之間的距離過近，這兩個物點的兩個象斑就不能分辨，象也就不清晰了。對兩個象斑，怎么算可分辨，怎么算不可分辨？有沒有定量的標(biāo)準(zhǔn)？7.4.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.4.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)：4道題7.4.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.4.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第二章光的衍射2.1,2.2節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第三章光的衍射3.1,3.2節(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~7.5教學(xué)單元五7.5.1教學(xué)日期第五周7.5.2教學(xué)目標(biāo)掌握瑞利判據(jù)、光柵方程7.5.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：瑞利判據(jù)、光柵方程難點：缺級現(xiàn)象7.5.4教學(xué)過程2.5瑞利判據(jù)，衍射光柵2.5.1瑞利判據(jù)對于兩個相等光強(qiáng)的非相干物點,如果其一個象斑的中心恰好落在另一象斑的邊緣(第一暗紋處),則此兩物點被認(rèn)為是剛剛可以分辨。愛里斑的半角寬為1，假設(shè)按瑞利判據(jù)的最小分辨角為它就是兩個衍射斑的角距離，也就是等于愛里斑的半角寬：定義：透鏡的分辨本領(lǐng)提高光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)的兩條基本途徑是加大成像系統(tǒng)的通光孔徑采用較短的工作波長望遠(yuǎn)鏡：一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（NVST），全球最大的真空望遠(yuǎn)鏡。顯微鏡：D不會很大，可電子顯微鏡電子的波長很小：0.1?-1?,∴分辨本領(lǐng)R很大例題：黑板屏幕上有相距為2mm的兩條平行直線，距黑板多遠(yuǎn)的同學(xué)能分辨！（設(shè)λ=550nm人眼瞳孔直徑D=3mm）解：人眼的最小分辨角為由圖知2.5.2衍射光柵(DiffractingGrating)1、光柵的結(jié)構(gòu)和衍射大量相同的狹縫等間隔平行地排列就構(gòu)成一個光柵。光柵常數(shù):d=a+b縫數(shù)很多,縫間干涉形成一系列很細(xì)的干涉明紋,各明紋的極值受單縫衍射因素的調(diào)制.2、正入射照明時光柵的衍射強(qiáng)度P點的光場時為所有狹縫的貢獻(xiàn)之和第m個單縫在觀察屏上P點處的振幅：N個狹縫在P點處的振幅為：相臨狹縫間的位相差為：將所有常數(shù)因子歸入E0，得到強(qiáng)度分布：衍射因子多光束干涉因子3、衍射強(qiáng)度分布的規(guī)律強(qiáng)度分布受到衍射因子和干涉因子的共同作用衍射因子分布曲線，多縫夫瑯和費衍射強(qiáng)度曲線干涉因子的極值分子=故：時，——主極大主極大條件：光柵方程時，——極小極小的位置：，其中整數(shù)次極大；N-1個極小中還有N-2個次級大：干涉因子分布曲線光柵衍射強(qiáng)度的分布曲線第m個干涉主極大兩測的極小值位置：所以干涉主極大條紋的寬度縫數(shù)N越大，干涉極大條紋越亮，并且越尖銳2.6缺級現(xiàn)象： 干涉極大與衍射極小重合干涉極大:衍射極小:衍射極小干涉極大缺極衍射中央主極大內(nèi)的干涉條紋數(shù)目：時的干涉級數(shù)因此衍射中央主極大內(nèi)的條紋數(shù)N=8的光柵的衍射強(qiáng)度分布例：波長為600nm的單色光垂直入射到光柵上，已知第二級主極大出現(xiàn)在30°處，第三級缺級。求：（1）光柵常數(shù)d=a+b（2）光柵上每個縫的寬度b；（3）可以看到的明條紋級數(shù)。解：（1）（2）第三極缺級（3）能看到的明條紋級數(shù)為：平行光正入射時相臨狹縫間的光程差：干涉主極大的位置：（光柵方程）1.斜入射時的光柵方程相臨狹縫間的光程差入射光線和衍射光線在法線同側(cè)時入射光線和衍射光線在法線異側(cè)時所以光柵方程入射光線和衍射光線在同側(cè)取正，異側(cè)取負(fù)2、反射式光柵的光柵方程入射光線和衍射光線在法線同側(cè)時入射光線和衍射光線在法線異側(cè)時所以光柵方程入射光線和衍射光線在同側(cè)取正，異側(cè)取負(fù)2.5.3光柵光譜：波長不同的同級譜線的集合稱為光柵光譜。光柵的主極大滿足光柵方程如果入射光中包含兩個十分接近的波長與’，由于色散,它們各有一套窄而亮的主極大。波長相差越大，級次越高,則分得越開。如果是復(fù)色光入射，同級的不同顏色的條紋按波長的順序排列，稱為光柵光譜。7.5.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.5.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)：2道題7.5.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.5.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第二章光的衍射2.3，2.4節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第二章光的衍射3.3節(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~7.6教學(xué)單元六7.6.1教學(xué)日期第六周7.6.2教學(xué)目標(biāo)1、掌握光線和光束的概念；2、理解物和象的概念、掌握虛物和虛象的實質(zhì)；3、了解費馬原理在幾何光學(xué)中的地位和作用；7.6.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：費馬原理、符號法則。難點：符號法則的正確使用。7.6.4教學(xué)過程第三章幾何光學(xué)的基本原理3.1幾何光學(xué)基本概念和定律費馬原理3.1.1光線和波面光束：光線的集合球面波平面波3.1.2幾何光學(xué)的基本實驗定律（1）光在均勻介質(zhì)中的直線傳播定律（2）光的反射定律和折射定律（3）光的獨立傳播定律和光路可逆原理提問：適用條件：R遠(yuǎn)大于光波長λ（否則，用衍射光學(xué)）3.1.3費馬原理（一）、概念光程:ns(=ct)光在指定的兩點間傳播，實際的光程總是一個極值。又稱最小時間原理或極短光程原理，法國數(shù)學(xué)家費馬于1657年首先提出。表達(dá)式：均勻介質(zhì)：L=nr非均勻介質(zhì)：dl=nds幾點說明：意義：費馬原理是幾何光學(xué)的基本原理，用以描繪光在空間兩定點間的傳播規(guī)律。用途：A.可以推證反射定律、折射定律等實驗定律。由此反證了費馬原理的正確性.B.推求理想成像公式。③極值的含義：極小值，極大值，恒定值。一般情況下，實際光程大多取極小值。3.1.4單心光束實像和虛像幾個名稱1、光學(xué)系統(tǒng)光通過若干被規(guī)則幾何形狀界面分開的均勻介質(zhì)，在界面上發(fā)生折射、反射，構(gòu)成一光學(xué)系統(tǒng)。2.共軸光具組界面是球面(包括平面），所有球面的球心在一條直線上，這種系統(tǒng)稱為共軸光具組。主軸：球心間的連線3.單心光束——光束中的光線(包括延長線)交于一點。3.1.5物和像(1)物點：入射到光學(xué)系統(tǒng)的單心光束的頂點①實物點：發(fā)散的入射單心光束的頂點②虛物點：會聚的入射單心光束延長線的頂點（2）像點：經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)出射后的單心光束的頂點①實像點：會聚的出射單心光束的頂點②虛像點：發(fā)散的出射單心光束的頂點4、實物、實像、虛像的聯(lián)系與區(qū)別（1）實物點、虛物點、實像點、虛像點的集合分別稱為實物、虛物、實像、虛像。實物光線進(jìn)入人眼實像光線進(jìn)入人眼虛像光線進(jìn)入人眼人眼在像點發(fā)光范圍內(nèi)可見它區(qū)別：(1)物點向一切方向發(fā)光(2)像點發(fā)光范圍受儀器（透鏡、面鏡等）限制(3)實像點確有光線通過，虛像點沒有光線通過3.2光在平面界面上的反射和折射3.2.1光在平面反射（一）、理想光學(xué)系統(tǒng)1、使單心光束保持其單心性不變的光學(xué)系統(tǒng)。2、理想光學(xué)系統(tǒng)是成像的必要條件。（二）、光的平面反射成像PN=P’N平面鏡是不改變單心性的理想光學(xué)系統(tǒng)3.2.2光束單心性的破壞介質(zhì)n1中的發(fā)光點P發(fā)出單心光束經(jīng)兩面介面XOZ折射后進(jìn)入介質(zhì)n2，現(xiàn)取其中一微元光束（如圖示），在XOY平面內(nèi)，其折射光束的反向延長線交于P‘點，并與OY軸交于P1、P2兩點。各點坐標(biāo)如圖示：經(jīng)計算（見附錄3—1）可得將PA1、PA2沿OY軸旋轉(zhuǎn)一微小角度成一立體微元，則：P、P1、P2三點不動，而交點P’將畫出一小圓弧（近似視為垂直于XOY平面的一小段直線）。將PA1、PA2沿OY軸旋轉(zhuǎn)一周，則：P、P1、P2三點不動，而交點P’將畫出一圓周。平面界面折射后，光束的單心性已被破壞。光束內(nèi)任一條光線與Y軸的交點均處在直線P1P2（弧矢焦線）內(nèi)，但不相交；交點P‘也處在直線P’P‘（子午覺線）上，也不相交。發(fā)光點經(jīng)折射后，成像為兩條相互垂直的象線而不是象點，稱為像散（1）當(dāng)i1＝0，有x’＝0，y’=y1=y2=y*n2/n1。折射光束近似單心，y’稱為像似深度。若n1>n2，則y’<y,像似深度減小。若n1<n2,則y’>y,像似深度增大。（2）越大，象散越嚴(yán)重。3.2.3全反射光學(xué)纖維光從光密(n1）光疏(n2）時，i1＝ici2＝90，n1sinic＝n2——臨界角定義：入射光線從光密進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角增加到某一值，折射光線消失，光被全部反射，這種現(xiàn)象稱為全反射。3.2.4光纖光進(jìn)入光學(xué)纖維后,多次在內(nèi)壁上發(fā)生全內(nèi)反射,光從纖維的一端傳向另一端.均勻材料：芯（光密介質(zhì)），皮（光疏介質(zhì)）光通信優(yōu)點：1)低損耗2)信帶寬、容量大、速度快3)電氣絕緣性能好無感應(yīng)無串話4)重量輕耐火耐腐蝕可用在許多惡劣環(huán)境下5)資源豐富價格低3.2.5棱鏡棱鏡是一種由多個平面界面組合而成的光學(xué)元件。光通過棱鏡時，產(chǎn)生兩個或兩個以上界面的連續(xù)折射，傳播方向發(fā)生偏折。最常用的棱鏡是三棱鏡（如圖示）。三棱鏡兩折射面的夾角稱三棱鏡頂角A。出射光與入射光之間的夾角稱棱鏡的偏向角。1、偏向角、最小偏向角：棱鏡的作用：1、使光路發(fā)生轉(zhuǎn)向。棱鏡的作用：2、色散n=n()，形成棱鏡光譜。定義：出射光線和入射光線之間的夾角θ稱為偏向角。當(dāng)i1=i1’時，偏向角最小，即為最小偏向角θ0。測出棱鏡的最小偏向角，就可求出棱鏡的折射率：光譜：紅光偏折小藍(lán)光偏折大只有單一級光譜產(chǎn)生最小偏向角θmin的充要條件是：或在棱角α已知的條件下，通過最小偏向角θmin的測量，利用此公式可算出棱鏡的折射率n7.6.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.6.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)2題7.6.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.6.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第三章幾何光學(xué)3.1,3.2節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第七章幾何光學(xué)基礎(chǔ)7.1節(jié)7.7教學(xué)單元七7.7.1教學(xué)日期第七周7.7.2教學(xué)目標(biāo)1、掌握曲面反射、曲面折射及薄透鏡成像的物象公式；2、掌握幾何光學(xué)的光線作圖法求解單球面折射和薄透鏡的成象問題；7.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）重點：薄透鏡物象公式和作圖求像法。難點：共軸球面系統(tǒng)的基點和基面。7.7.4教學(xué)過程3.3光在球面上的反射和折射3.3.1符號法則O－頂點C－曲率中心CO稱主軸。i.假設(shè)光線從左側(cè)進(jìn)入ii.線段量以頂點為參照點左方負(fù)，右方正；在光軸上方為正，下方為負(fù)；iii.角度量以介質(zhì)分界面法線或光軸為基準(zhǔn)，按小于90o的方向旋轉(zhuǎn)，順時針為正，逆時針為負(fù)；iv.所有量用絕對值表示全正表示。圖中各量的表示方法圖中只標(biāo)記角度和線段的絕對值．標(biāo)記點用大寫字母,標(biāo)記角度和線段用小寫字母.3.3.2球面反射對光束單心性的破壞PO=-sP’O=-s’CO=-rPA=l,AP’＝l’光線PAP’的光程(PAP’)=nl+nl’(PAP’)=n[(-r)2+(r-s)2+2(-r)(r-s)cos]1/2+n[(-r)2+(s’-r)2-2(-r)(s’-r)cos]1/2代入光程公式，并利用費馬原理，對求導(dǎo)并令其等于0得：s隨φ而變，光束的單心性被破壞。3.3.3近軸光線條件下球面反射的物像公式近軸光線(paraxialray)--與光軸夾角較小，并靠近光軸的光線即：對一定的反射球面（r一定），Ｓ‘和Ｓ一一對應(yīng)，而與入射點無關(guān)。由P點所發(fā)出的單心光束，經(jīng)球面反射后將交于一點P‘，光束的單心性得以保持。一個物點將有一個確定像點與之對應(yīng)。光學(xué)上稱：φ很小的區(qū)域為近軸（或傍軸）區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)的光線為近軸光線在近軸光線條件下：像點稱為高斯像點；研究物像關(guān)系的內(nèi)容為高斯光學(xué)。2、焦距、物像公式焦點：沿主軸方向的平行光束經(jīng)球面反射后將會聚于主軸上一點，該點稱為反射球面的焦點(F’)。焦距：焦點到球面頂點的距離（）。它同樣遵守符號法則。3.3.6Gauss成像公式和Newton成像公式1、高斯公式：高斯公式對任何理想成像過程均適用2、牛頓公式：若將取值原點由頂點O改為物、像方焦點F、F‘，則有如下關(guān)系（如圖示）牛頓公式對任何理想成像過程均適用3、說明：高斯公式、牛頓公式是近軸條件下理想成像的普適公式。只是在不同情況下，焦距的形式不同而已。P133[例3.4]一個折射率為1.6的玻璃啞鈴，長20cm，兩端的曲率半徑為2cm。若在離啞鈴左端5cm處的軸上有一物點,試求像的位置和性質(zhì)。解：兩次折射成像問題。1、P為物對球面O1折射成像P1’2、P1‘為物對球面O2折射成像3.4薄透鏡3.4.1基本概念1.透鏡：由玻璃等透明物質(zhì)磨成的薄片，兩表面都為球面或有一面為平面。2.凸透鏡：凡中間部分比邊緣厚的透鏡叫凸透鏡。3.凹透鏡：凡中間部分比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡。4.主軸：連接透鏡兩球面曲率中心的直線。5.主截面：包含主軸的任一平面。6.孔徑：透鏡都以主軸為對稱軸制成圓片，圓片的直徑稱為透鏡的孔徑。7.厚透鏡：透鏡兩表面在其主軸上的間隔稱為透鏡厚度。透鏡厚度與其曲率半徑相比不可忽略不計時稱為厚透鏡。8.薄透鏡：透鏡厚度與其曲率半徑相比可忽略不計時稱為薄透鏡3.4.2近軸條件下薄透鏡的物像公式將上述四式代入（1）式，并把光程對h求導(dǎo)令其等于零。而且考慮在近軸條件下，h將遠(yuǎn)小于曲率半徑，略去h2項，并有薄透鏡的物像公式討論（1）對薄透鏡重合為一點，稱為光心，它是薄透鏡中所有長度量的取值原點。（2）當(dāng)光線從左至右時：當(dāng)光線從右至左時，成像公式同樣成立：（3）薄透鏡的會聚和發(fā)散，不僅與其形狀有關(guān)，還與兩側(cè)的介質(zhì)有關(guān)：3.4.3橫向放大率定義由得利用-s=-(f+x),s'=(f'+x')及牛頓公式，得如果兩邊折射率不同，則β的討論：β>0,正立像|β|>1,放大β<0,倒立像|β|<1,縮小3.4.4薄透鏡的作圖求像法作圖求像法是利用透鏡光心、焦點、焦平面的性質(zhì)，通過作圖來確定象的位置或光的傳播方向。在近軸條件下適用。1.焦點性質(zhì)2.光心性質(zhì)主軸外的近軸物點方法：利用如圖所示的三條特殊光線中的兩條，其折射后的交點即為所求像點。2、主軸上的物點在近軸條件下，通過物(像)方焦點F(F’)與主軸垂直的平面叫做物方焦平面（像方焦平面）。與主軸成一定傾角的入射平行光束，折射后會聚于像方焦平面上一點。物方焦平面上一點經(jīng)透鏡折射后成與主軸成一定傾角的出射平行光束薄凸透鏡薄凹透鏡7.7.5教學(xué)方法課堂講授、案例分析、討論與探究法、自主學(xué)習(xí)法、實驗與演示法等7.7.6作業(yè)安排及課后反思作業(yè)4題7.7.7課前準(zhǔn)備情況及其他相關(guān)特殊要求7.7.8參考資料（具體到哪一章節(jié)或頁碼）光學(xué)教程第五版姚啟均原著高等教育出版社第三章幾何光學(xué)的基本原理3.3，3.4，3.5節(jié)應(yīng)用光學(xué)與物理光學(xué).石順祥等編著.西安電子科技大學(xué)出版社,2000.8第七章幾何光學(xué)基礎(chǔ)7.2節(jié)7.8教學(xué)單元八7.8.1教學(xué)日期第八周