課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

    作為物理學中最古老的一門基礎學科，光學的發展貫穿了整個物理學的發展史。人們對光的本性取得的每一次新認識都引發了物理學理論上的重要飛躍和技術上的重大應用，例如X射線、電磁波、激光等。至今，光學依然是科技發展前沿最活躍的領域之一，具有強大的生命力和不可估量的發展前途。

課程概述


     物理專業的本科骨幹課程包括普通物理課程的力學、熱學、電磁學、光學、原子物理，以及理論物理的理論力學、統計力學、電動力學、量子力學。光學作為物理學科的重要基礎課，不僅是學生建立完整的物理知識體系中不可或缺的一環，而且還是學生進一步學習原子物理、電動力學、量子力學、激光、量子光學等課程的必要前提。本課程講授光的經典波動理論，包括干涉、衍射、偏振、光的吸收、色散和散射、以及光的量子性等，通過理論與應用、經典與前沿相結合，使學生掌握光學的基本知識、理論和方法，為日後進一步深造或從事相關的工作打下堅實的基礎。

     本課程介紹光學中經典的波動理論，以「正確理解物理規律、建立物理圖像、訓練學生分析和解決問題」為宗旨，內容設計上充分考慮了MOOC「整體完整、化整為零」的教學特點，體現了「學生主體、教師組織、增強互動、共同開展」的理念， 帶領大家踏上神奇奧妙、瑰麗多彩的光學之旅。

     本課程的具體教學目標包括：（1）理解知識：較全面和深入地學習波動光學的基本理論，廣泛瞭解光學的應用和現代光學研究中的一些前沿問題；（2）訓練方法：掌握波動光學的基本原理和解決光學問題的基本方法；（3）提升認識：學習人們對光的本性探索的歷史，認識物理理論發展的一般規律、理論與實驗相互促進的關係，培養唯物史觀；（4）培養能力：培養學生自主學習模式，促進學生邏輯思維的發展。同時課件以雙語設計，提高學生的專業外語能力。

     本課程要求學生在老師的指導下，加強自主學習，充分掌握波動光學的基本知識、建立清晰物理圖像、深入認識光學的基本概念和基本規律、切實提高獨立分析和解決問題的能力。




課程大綱


第一章 緒論和準備知識

1.1 什麼是物理理論？
1.2 光學發展簡史：經典光學
1.3 光學發展簡史：現代光學
1.4 簡諧振動
1.5 波
1.6 複數的基本運算、復振幅
1.7 振動合成的三種方法；干涉相長和干涉相消
1.8 光的電磁本性：電磁波譜、可見光範圍
1.9 折射率和光強
1.10 光程和光程差

第01講 1.1什麼是物理理論1 (9m31s)
第02講 1.1什麼是物理理論2 (10m41s)
第03講 1.2光學簡史經典光學 (11m54s)
第04講 1.3光學簡史現代光學 (7m47s)
第05講 1.4簡諧振動 (11m15s)
第06講 1.5a簡諧波現象 (9m11s)
第07講 1.5b簡諧波特點 (4m52s)
第08講 1.6a複數 (11m56s)
第09講 1.6b復振幅 (11m6s)
第10講 1.7振動的疊加 (12m51s)
第11講 1.8光的電磁本性 (7m4s)
第12講 1.9a折射率 (9m25s)
第13講 1.9b光強 (5m29s)
第14講 1.10光程 (9m22s)
第15講 1.10光程差 (5m42s)


第二章 光的干涉

2.1 兩個點光源的相干、相干條件
2.2 相干和非相干、普通光源的發光特點
2.3 楊氏雙縫實驗
2.4 襯比度
2.5 其它分波面干涉
2.6 光場的時間相干性
2.7 光場的空間相干性
2.8 半波損失和額外光程差
2.9 分振幅干涉：等傾干涉條紋
2.10 等傾干涉條紋的分析
2.11 等厚干涉條紋：劈尖
2.12 牛頓環
2.13 邁克爾遜干涉儀
2.14 法布裡-珀羅干涉儀光強分佈公式的推導
2.15 法布裡-珀羅干涉儀光強分佈公式的理解
2.16 等振幅多光束干涉光強分佈公式的推導
2.17 等振幅多光束干涉光強分佈公式的物理圖像

第16講 2.1a光的干涉 (5m55s)
第17講 2.1b相干條件 (10m24s)
第18講 2.2相干光和非相干光 (10m14s)
第19講 2.3a楊氏實驗的原理 (10m9s)
第20講 2.3b楊氏實驗的條紋 (9m42s)
第21講 2.4襯比度 (10m13s)
第22講 2.5其它分波面實驗 (6m5s)
第23講 2.6a准單色性的影響 (7m39s)
第24講 2.6b時間相干性 (10m49s)
第25講 2.7a光源線度的影響 (5m22s)
第26講 2.7b空間相干性 (9m27s)
第27講 2.8半波損失和額外光程差 (8m41s)
第28講 2.9半波損失和額外光程差 (10m17s)
第29講 2.10等傾條紋特點 (8m49s)
第30講 2.11等厚條紋 (8m7s)
第31講 2.12牛頓環 (4m45s)
第32講 2.13a邁克爾孫干涉儀 (8m7s)
第33講 2.13b邁克爾孫干涉儀的應用 (7m49)
第34講 2.14FP干涉儀光強分佈 (12m17s)
第35講 2.15FP干涉儀物理圖像 (11m40s)
第36講 2.16多光束相干 (6m56s)
第37講 2.17多光束相干物理圖像 (10m19s)


第三章 光的衍射

3.1 光的衍射現象
3.2 惠更斯-菲涅爾原理、基爾霍夫衍射理論
3.3 半波帶法、菲涅耳圓孔衍射
3.4 泊松亮斑：菲涅耳圓盤衍射
3.5 半波帶法物理圖像、任意波帶劃分
3.6 波帶片
3.7 夫琅禾費單縫衍射
3.8 單縫衍射物理圖像
3.9 夫琅禾費圓孔衍射
3.10 光學儀器的分辨本領
3.11 光柵
3.12 光柵衍射
3.13 光柵衍射的物理圖像
3.14 光柵光譜
3.15 晶體對X射線的衍射、布拉格公式
3.16 X射線衍射在生物和生命科學中的應用
3.17 傅裡葉變換
3.18 阿貝成像原理
3.19 光學空間濾波

第38講 3.1光的衍射 (11m10s)
第39講 3.2a惠更斯
第40講 3.2b基爾霍夫衍射理論 (8m5s)
第41講 3.3半波帶法 (14m26s)
第42講 3.4泊松亮斑 (6m43s)
第43講 3.5半波帶法的物理圖像 (7m1s)
第44講 3.6波帶片 (6m51s)
第45講 3.7單縫衍射 (15m11s)
第46講 3.8a單縫衍射物理圖像 (10m28s)
第47講 3.8b衍射反比定律 (5m10s)
第48講 3.9圓孔衍射 (10m34s)
第49講 3.10光學儀器的分辨率 (13m47s)
第50講 3.11光柵 (7m18s)
第51講 3.12a光柵衍射復振幅積分法 (10m26s)
第52講 3.12b光柵衍射振幅矢量法 (5m35s)
第53講 3.13a光柵衍射的物理圖像 (14m3s))
第54講 3.13b光柵衍射
第55講 3.14a光柵方程 (7m36s)
第56講 3.14b光柵光譜 (14m29s)
第57講 3.15a晶體和X射線 (4m59s)
第58講 3.15bX射線對晶體的衍射 (8m22s)
第59講 3.16X射線衍射的應用 (6m17s)
第60講 3.17傅裡葉變換 (12m14s)
第61講 3.18阿貝成像原理 (8m42s)
第62講 3.19空間濾波 (14m28s)


第四章 光的偏振

4.1 光的偏振態、線偏振光、自然光、部分偏振光
4.2 圓偏振光和橢圓偏振光
4.3 馬呂斯定律
4.4 布儒斯特角
4.5 雙折射
4.6 單軸晶體
4.7 雙折射的物理機制
4.8 雙折射的波面作圖法
4.9 偏振稜鏡
4.10 波片
4.11 橢圓偏振光的獲得
4.12 檢偏
4.13 偏振光干涉
4.14 其它偏振現象：場致雙折射、旋光、液晶等

第63講 4.1光的偏振 (7m59s)
第64講 4.2圓偏光和橢圓偏光 (5m49s)
第65講 4.3馬呂斯定律 (7m35s)
第66講 4.4布儒斯特角 (11m11s)
第67講 4.5雙折射 (6m4s)
第68講 4.6單軸晶體 (11m9s)
第69講 4.7雙折射的機制 (12m51s)
第70講 4.8a雙折射的波面 (5m)
第71講 4.8b雙折射的波面作圖法 (10m39s)
第72講 4.9偏振稜鏡 (9m7s)
第73講 4.10相位延遲器波片 (9m50s)
第74講 4.11橢圓偏振光的獲得 (9m3s)
第75講 4.12檢偏 (5m37s)
第76講 4.13偏振光干涉 (12m3s)
第77講 4.14其它偏振現象 (8m2s)


第六章 光的吸收、色散和散射

5.1 經典色散理論：求解受迫振動方程、復折射率
5.2 光的吸收：一般吸收、選擇吸收、透光極限、吸收光譜
5.3 光的散射：瑞利散射、米氏散射、分子散射
5.4 光的色散：正常色散、反常色散
5.5 群速和相速

第78講 5.1a光的散射、吸收和色散 (4m37s)
第79講 5.1b經典色散理論 (7m1s)
第80講 5.2a光的吸收理論 (4m36s)
第81講 5.2b光的吸收舉例 (6m6s)
第82講 5.2c吸收光譜 (7m29s)
第83講 5.3a光的散射理論 (4m15s)
第84講 5.3b光的散射舉例 (7m50s)
第85講 5.4a正常色散 (4m12s)
第86講 5.4b反常色散 (4m9s)
第87講 5.5a相速和群速 (11m7s)
第88講 5.5b相速和群速的關係 (6m49s)

第六章 光的量子性

6.1 相對論和量子力學的興起
6.2 黑體輻射
6.3 光電效應
6.4 康普頓散射
6.5 光子模型、波粒二象性
6.6 結束語

第89講 6.1相對論和量子力學的興起 (12m47s)
第90講 6.2a黑體輻射 (7m24s)
第91講 6.2b普朗克公式 (8m25s)
第92講 6.3a光電效應 (6m11s)
第93講 6.3b愛因斯坦方程 (5m56s)
第94講 6.4a康普頓散射 (4m39s)
第95講 6.4b康普頓散射理論 (6m5s)
第96講 6.5a光子 (8m42s)
第97講 6.5b波粒二象性 (6m16s)
第98講 6.6結束語 (9m16s)