物理光学课程教学大纲.pdf

物理光学课程教学大纲 （Physical Optics ） 一、课程概况 课程代码：2302106 学 分：3 学 时：48 （其中：讲授学时44 ，实验学时4 ） 先修课程：高等数学、大学物理、应用光学 适用专业：光电信息科学技术与工程 适用年级：2019 级、2020 级 教 材： 《光学教程》（第六版），姚启钧，高等教育出版社，2018 年 课程归口：光电工程学院 课程的性质与任务：本课程是“光电信息科学与工程”专业一门重要的必修专业基 础课，属于本专业核心基础课程，是本专业学生学习后继课程的重要基础。本课程的任 务是介绍光波的电磁理论及其描述方法，以叠加原理为基础分析光波的干涉、衍射及偏 振特性。 通过本课程的学习可以使学生进一步理解光的波动特性及其基本分析方法；能够运 用电磁理论来分析求解光的传输及控制问题，定量分析关涉及衍射的物理过程；为学生 进一步学习光电检测、光学设计等后续课程打下深厚的理论基础。 二、课程目标 目标 1：使学生能够采用光学电磁场理论来描述和分析光波的传播现象和规律， 进一步理解光波的干涉、衍射和偏振性质及其表述形式。基于光的波动特性对光波与 物质之间的相互作用过程用一个比较客观的认识。通过分析光波发生干涉及衍射的必 要条件及其物理内涵，使学生掌握光波干涉及衍射过程的数学模型及适用范围。 （支 撑毕业要求 1.1：能够将数学、自然科学、工程科学的语言工具用于光电信息行业及其 相关领域光电检测系统开发或集成中工程问题的表述。） 目标2 ：使学生能够利用波动理论与叠加原理分析光波的合成与分解，解决干涉、 衍射、偏振和双折射等物理过程相关的工程问题；通过不同干涉及衍射模型的特点及 应用范围的比较分析，使学生在面对实际工程问题时，能够建立相应的数学模型并采 ~ 2 ~ 用合理的分析简化方法解决工程实际问题。 （支撑毕业要求 2.1 ：能够运用数学、物理 和工程科学的基本原理，识别和判断光电信息行业及其相关领域光电检测系统中的关键 环节和参 。） 目标3 ：使学生能够从分析光波传输媒质的不同性质入手，掌握光波传输以及光 与物质相互作用过程中的普遍性及特殊性规律。使学生在分析光学复杂问题的过程中， 能够通过查阅文献资料等途径不断提升自我的学习能力和分析解决问题的能力。能够 基于光学电磁理论的基本原理，对光电子器件及光通信技术相关领域复杂工程问题的 解决方案进行调研分析。 （支撑毕业要求 4.1：掌握基本实验方法，能够对自动化测试 工程相关的各类物理现象、元器件特性和单元性能进行研究和实验验证。） 课程目标与毕业要求观测点的对应关系如表 1 所示。 课程目标 毕业要求指标点 目标1 目标2 目标3 毕业要求 1.1 √ 毕业要求 2.1 √ 毕业要求 4.1 √ 表 1 课程目标与毕业要求观测点的对应关系 三、课程内容及要求 （一）光的电磁理论 1.教学内容 （1）光的电磁波性质 （2 ）平面波、球面波的表达形式 （3 ）光源的辐射模型 （4 ）光波在介质分界面上的反射与折射 （5 ）光的吸收、色散和散射 2.基本要求