物理光学教学大纲(正式)

课程编号：550505 适用专业：电子科学与技术（光电工程与光通信）、 光信息科学与技术 学 时 数：72（讲课68，上机4） 学 分 数：4.5 先修课程：高等数学、大学物理 考核方式：考试

执 笔 者：叶玉堂 编写日期：2007年7月

一、课程性质和任务

本课程是电子科学与技术(光电工程与光通信)、光信息科学与技术专业的学科基础必修课程，课程内容包括光的基本性质、光的干涉、衍射、吸收、色散、散射及晶体光学基础等，目的是让学生掌握光的波动理论及晶体光学的一些基本知识、概念，学会用光的电磁理论解决光的干涉、衍射及其与物质的相互作用问题，为激光技术、光电子器件等专业课程的学习奠定良好的基础。结合基础理论的讲授，本课程将注意介绍一些相关领域的前沿技术、方法和成就。

二、课程教学内容和要求

绪论 （１学时）

介绍光学的主要研究内容、光学的发展简史以及本课程的教学安排。

第一章 光的电磁理论（1５学时） 1.1 电磁波谱 电磁场基本方程（１） 1.2 光波在各向同性介质中的传播（３） 1.3 光波的偏振特性（２）

1.4 光波在介质界面上的反射和折射（４） 1.5 光波场的频率谱（２） 1.6 球面光波和柱面光波（２） 习题课（１学时）

光波的数学描述、光波在各向同性介质中传播的基本特性、光波在介质分界面上反射和折射的规律要求掌握，其余要求理解。

第二章 光的干涉（13学时） 2.1 光干涉的条件（２） 2.2 双光束干涉（２） 2.3 多光束干涉（２）

2.4 光学薄膜 （２）

2.5 典型的干涉仪及其应用（２） 2.6 光的相干性（２） 习题课（１学时）

光波的叠加、产生干涉的基本条件、分波面法双光束干涉 、分振幅法双光束干涉、干涉条纹的定域 、多光束干涉 、光学薄膜及干涉滤光片 、典型干涉仪器及其应用 、光的相干性 要求掌握，其余内容要求理解。

第三章 光的衍射（13学时） 3.1 光的衍射现象（１）

3.2 衍射的基本原理（１） 3.3 夫琅禾费衍射（２）

3.4 光学成像系统的衍射和分辨本领（１） 3.5 夫琅禾费多缝衍射（２） 3.6 衍射光栅（２） 3.7 菲涅尔衍射（２） 3.8 全息术（１）

习题课（１学时）

基尔霍夫衍射公式及菲涅尔衍射与夫琅和费衍射的近似条件； 矩孔、圆孔、单缝和多缝的衍射； 典型成像系统的分辨率； 光栅的分光性能； 闪耀光栅的工作原理 ；圆孔的菲涅尔衍射 ；菲涅尔波带片要求掌握，其余内容要求理解。

第四章 晶体光学（18学时） 4.1 介电张量（１）

4.2 单色平面波在晶体中的传播（１）

4.3 单轴晶体和双轴晶体的光学性质（１） 4.4 晶体光学性质的图形表示（１） 4.5 平面波在晶体表面的反射和折射（１） 4.6 偏振器和补偿器（１）

4.7 偏振光和偏振器件的琼斯矩阵（2） 4.8 偏振光的干涉（２） 4.9 电光效应（２） 4.10 声光效应（２） 4.11 旋光现象（1）

4.12 磁致旋光效应（２）

习题课 （１学时）

单色平面波在晶体中的传播 、单轴晶体和双轴晶体的光学性质 、晶体光学性质的图形表示 、偏振器器件、波片、偏振光和偏振器件的琼斯矩阵 、电光张量及KDP晶体的线性电光效应要求掌握，其余内容要求理解。

第五章 光的吸收、色散和散射（６学时） 5.1 光与物质相互作用的经典理论（２） 5.2 光的吸收（１） 5.3 光的色散（１）

5.4 光的散射（２） 复折射率实部、虚部的物理意义 、色散与吸收的内在联系 、散射光的强度特性、偏振特性 、吸收、散射理论的现代应用要求掌握，其余内容要求理解。

第六章 现代光学技术简介（自学、讨论，本章内容要求了解） 6.1 航天光学遥感 6.2 自适应光学

6.3 红外与微光成像

6.4 瞬态光学

6.5 光学信息处理 6.6 微光学

6.7 单片光电集成

第七章 计算机光学应用（4学时） 目的：

学会利用计算机数值计算的方法处理物理光学相关问题的基本方法。 提高应用计算机的能力。 内容：

等厚干涉条纹分布的模拟 多缝夫朗和费衍射的模拟

课程复习总结 （２学时）

三、建议教材及参考资料 教材

《光学教程》，叶玉堂等，清华大学出版社，2005年

参考资料

1.《物理光学教程》，谢敬辉等，北京理工大学出版社，2005年 2.《光学原理与应用》，廖延彪编著，电子工业出版社，2006年

3.《物理光学与应用光学》，石顺祥等，西安电子科技大学出版社，2000年 4.《物理光学导论》，雷肇棣编，电子科大出版社，1994年

5.《Principles of Optics》. 7th edition . Max Born and Emil Wolf , Cambridg University Press .