光学

光学是研究光的产生、传播、与物质相互作用及其应用的物理学分支，是现代光电子技术和信息科学的重要基础。

课程概述

光学课程系统介绍几何光学和物理光学的基本原理，包括光的传播规律、干涉、衍射、偏振等现象，以及现代光学技术的发展和应用。

主要内容

1. 几何光学基础

• 光的直线传播
• 反射定律和折射定律
• 成像原理和光学仪器

2. 光的干涉

• 干涉的基本原理
• 双缝干涉
• 薄膜干涉
• 干涉仪的应用

3. 光的衍射

• 惠更斯-菲涅耳原理
• 单缝衍射
• 圆孔衍射
• 光栅衍射

4. 光的偏振

• 自然光和偏振光
• 偏振片的原理
• 双折射现象
• 偏振光的应用

5. 光的吸收和散射

• 吸收定律
• 瑞利散射
• 拉曼散射
• 非线性光学简介

6. 光的量子性

• 光电效应
• 康普顿效应
• 光的波粒二象性

7. 现代光学技术

• 激光原理和应用
• 光纤通信
• 全息技术
• 光学信息处理

8. 光谱学基础

• 光谱分析方法
• 原子光谱
• 分子光谱
• 光谱技术的应用

学习目标

1. 掌握光学的基本原理和规律
2. 理解光的干涉、衍射、偏振等现象
3. 能够分析和解决光学问题
4. 了解光学在现代技术中的应用

实践项目

• 光学仪器使用实验
• 干涉和衍射现象研究
• 偏振光实验
• 光谱分析实验

实验内容

1. 透镜成像实验
2. 双缝干涉实验
3. 光栅衍射实验
4. 偏振光实验

学习资源

教材

• 《大学物理·光学》
• 《光学基础教程》

参考书目

• 《现代光学》
• 《激光原理》

在线资源

• 光学实验演示视频
• 光学仿真软件

考核方式

• 平时作业：30%
• 实验报告：20%
• 期中考试：20%
• 期末考试：30%

就业方向

• 光电子技术
• 光学仪器设计
• 通信技术
• 科研和教学

发展趋势

光学在信息存储、生物医学、量子通信等领域有重要应用，随着纳米光学和量子光学的发展，光学研究不断深入。