三.光学
1.双缝干涉（P87二3；P87-89三.1-3;四.1）
光程差
相邻两级条纹间距
明暗条纹分析
劳埃德镜
2.薄膜干涉（P91.一1;P9
3.四1、）
反射光光程差
增透膜
增反膜
3.劈尖干涉条纹特征及应用（P91二1;P92.三2;P93.四2）
空气劈尖和介质劈尖
棱边处明暗纹分析
某级次明纹暗纹对应的薄膜厚度
相邻明暗纹间距及其随角度的变化
4.牛顿环（P912、3；P93.四3（1））
有、无介质时明暗环半径公式的应用
牛顿环条纹特征定性理解
5.单缝夫琅禾费衍射(P95.一.2、3、5;二.2;P9
6.三1；P9
7.四3) 半波带数目
明暗条纹分析
中央零级明条纹线宽度公式应用
6.光栅衍射(99-100.一1、2、4；三2、3；P101.四2；)
光栅常数
光栅方程
缺级
最高级次
1cm上刻缝数
7.马吕斯定律应用(P103. 一.1、2、3、二.3、4 ；P104-105三.2)
8.布儒斯特定律及其应用（需注意反射光光矢量振动方向）(P103.
一.4)
教材参考习题：P177-182.11-2；11-5；11-6；11-22；11-23；
光学作图类型注意事项及相关知识点 光学作图的考查形式主要有以下五种： 1、光的反射 2、光的折射 3、平面镜成像 4、透镜的特殊光线 5、凸透镜成像 ★光学作图需注意以下几点： 1、要借助工具（铅笔和直尺），作图要规范； 2、实际光线画实线，不是实际光线（如法线、光线的反向延长线、平面镜所成的像、像与物之间的连线）要画虚线； 3、光线要标箭头，同时注意箭头的方向； 4、如光源、物点、像点有对应符号、字母的要标上； 5、法线与镜面或界面垂直，像与物之间的连线与镜面垂直，垂直要画垂足符号； 6、务必记住凸透镜的三条特殊光线，利用特殊光线可以画出凸透镜成像光路图。 相关知识点： ▲光线：用一条带箭头的直线表示（箭头代表传播方向；直线代表光沿直线传播） 光的传播：光在同种均匀介质中沿直线传播。 实像：是一个明亮的区域，因为实像是由实际光线汇聚而成的；影子：是一个阴暗的区域，因为光线透不过去，在不透明物体后面形成
的。 ▲实像与虚像 区别：1、能不能用光屏承接。实像能，虚像不能。 2、是不是由实际光线汇聚而成。实像是，虚像不是。（虚像只能用肉眼看到，它是由实际光线的反向延长线交汇而成） 3、像的特点是不是一定是倒立的。实像是，虚像不是。 ▲光的反射 反射现象中的术语： 一点：入射点O（是指光线射到反射面上的一点）两角：入射角（指入射光线与法线之间的夹角）反射角（指反射光线与法线之间的夹角）三线：入射光线（指射到物体表面的光线） 反射光线（指被物体反射出的光线）法线（指垂直于镜面的虚线） ★反射定律：三线同面，法线居中，两角相等。即：1.反射光线、入射光线和法线在同一平面上； 2.反射光线、入射光线分居法线的两侧； 3.反射角等于入射角。（注意因果关系，入射决定了反射，应把反射叙述在前面） ★关于光的反射定律，应掌握以下几点： 1）一条反射光射只对应一条入射光线 2）入射光线垂直于反射面时，入射角为0°，反射角为0°，三线重合，但方向相反。
生物医学光学探析 1会议概况 工业激光和生物医学光学国际学术会议于1999年10月25~27日在华中科技大学学术交流中心举行。教授和干福熹院士担任大会主席,来自14个国家和地区的221位代表(境外代表46人)出席了会议。会议得到美国SPIE的支持,正式出版了会议论文集SPIE(工业激光论文集卜3862和SPIE(生物医学光学论文集关3863.前者共收录论文121篇,其中,国外作者论文13篇;后者共收录论文95篇,其中国外作者论文31篇。大会特邀了世界激光和生物医学光学领域的着名学者作主题报告,全体大会4个特邀报告,工业激光分会8个邀请报告,生物医学光学分会4个邀请报告,这些特邀报告和邀请报告学术水平高,均反映了当前国内外研究的前沿课题。 2工业激光研究的最新热点 在工业激光器领域,由于半导体激光器迅速发展,准连续器件已达到 4kw.因此,在许多应用领域均有采用半导体激光器代替传统的气体激光器及固体激光器的发展趋势。但是,由于半导体激光器目前光束质量较差,作为过渡的发展阶段是大量采用半导体激光器泵浦的固体激光器,其激光输出功率也已达到4kw 级,光束质量获得明显改善。因此,在世界市场上,1998年固体激光器的销售金额,首次超过了CO:激光器。据估计,近期激光技术的应用在高功率激光器方面仍然会以COZ激光器和固体激光器为主。在激光应用领域,除了高功率激光应用以外,国外已经在激光精密加工领域开展了深入的研究工作,如法国利用准分子激光超精密打孔、划线,精度非常高,孔径圆整、光滑,在陶瓷如S13N;,A12O3等方面的精密处理方面已有深人的研究。本次会议涉及到准分子激光应用的文章有15篇,涉及领域有激光淀积超导薄膜,金刚石薄膜、非晶金刚石薄膜等,激光制备光栅,激光制备纳米颗粒。我国大陆学者主要把准分子激光用于制备薄膜,台湾大学是用准分子激光制备光栅,法国学者用激光制备纳米颗粒。可见国外用准分子激光加工开展面比我国广泛。从本次会议看,国外今后重点发展研究领域和前沿课题包括:高功率半导体激光器,近五年内千瓦级器件将会实现实用化;半导体激光泵浦固体激光器,特别是盘片固体激光器近五年内也将会突破千瓦级;半导体激光泵浦全固体化紫外激光器已突破3W,如果能提高一个量级,将会逐步取代紫外气体激光器;利用准分子激光对电子元器件处理作了很深入的研究,在这些方面已成为激光超精密加工应用的重要发展方向。国内外在激光制备薄膜方面的研究始
大学物理光学部分有关于明暗的公式及其结论 1．获得相干光的方法 杨氏实验 .......,2,102 2，，=?±== k k D xd λδ 此时P 点的光强极大，会出现明条纹。 ......,2,102 )12(，，=?+±==k k D xd λδ此时的光强极小，会出现暗条纹。 或者， d D k x 22λ±= 此时出现明条纹 d D k x 2)12(λ+±= 此时出现暗条纹。 屏上相邻明条纹或者暗条纹的间距为：d D x λ=?。 洛埃镜。半波损失。 2．薄膜等厚干涉。 ○ 1根据光程差的定义有： ??? ????=?+=?=+=相消干涉。相长干涉。,...2,1,2)12(,.....2,1,22222k k k k d n λλλδ ○2劈尖干涉：暗条纹。 明条纹。 ,...2,1,0,2)12(22,...2,1,2222=?+=+==?=+ =k k d k k d λ λ δλλ δ 相邻明条纹或者暗条纹对应的空气层厚度差都等于 2λ 即：21λ =-+k k d d 。则设劈尖的夹角为θ，相邻明纹或者暗纹的间距 a 应满足关系 式：2sin λ θ=a
○ 3牛顿环： 直接根据实验结果的出结论为： ?????===?-= 暗条纹明条纹,...3,2,1,0,R ,...3,2,1,2)12(k k r k R k r λλ3.单缝的夫琅禾费衍射 关键词：半波带。注意：半波带的数目可以是整数也可以是非整数。 结论：光源是平行光的单缝夫琅禾费衍射的条纹明暗条件为： 明条纹 ，）（暗条纹 ,...3,2,10,212sin ,...3,2,1,22sin =?+±==?±=k k a k k a λ ?λ ? 特殊地当?=0时，有： ，中央明条纹中心0sin =?a 当将单缝换做圆孔时，得到中心的明亮光斑为艾里斑，且其半角宽度0?为： D λ??22 .1sin 00=≈ 这一角度也是我们在天文望远镜中的最小 分辨角。
《光学》教学大纲 课程编号： 课程名称：光学 英文名称：Optics 学分：4 总学时：72 实验（上机）学时： 适用年级专业（学科类）：物理专业及相关专业,二年级第一、二学期 一、课程说明 （一）编写本大纲的指导思想 为适应我校学分制教学计划的要求，体现科学性、思想性和实践性的基本要求，建立严谨的教学体系，特制定本大纲。 （二）课程目的和要求 光学是普通物理中一个重要组成部分.通过本门课程的教学，使学生系统地掌握光的基本性质,基本原理和基本知识。培养学生分析问题和解决问题的能力，本门课程一方面为后继课程的学习和专业训练提供必要的准备，另一方为学生将来从事科学研究,教学和其他工作打下良好的基础。作为物理学的基本课程，应着重要求学生掌握物理学的基本概念和基本规律,使学生建立起鲜明的物理图象。 在教学中，还应通过分析、概括丰富的自然现象,联系科学发展和生产实际中的有关事例,注意采用演示实验、多媒体教学等手段，以及加强习题运算,课堂讨论等多种形式,贯彻理论联系实际的原则. 了解光学的最新发展，体会到综合运用基础物理学知识联系实际、思索问题和解决问题的乐趣。（三）教学的重点、难点： 重点:共轴球面组成像光的干涉、衍射和偏振的基本原理及典型应用。 难点:运用菲涅耳公式解释半波损失问题偏振光的干涉旋光现象解释。 （四）知识范围及与相关课程的关系 本课程研究光的传播规律以及光和物质相互作用问题. 学习本课程，应具备高等数学、力学及电磁学的基本理论。同时本课程又与原子物理、电动力学、量子力学、激光原理、光纤通信、信息光电子学等后继课程有密切关系。 （五）教材及教学参考书的选用 1、《光学》(上、下册), 赵凯华钟锡华,北京大学出版社，1996第五次印刷； 2、《光学》，易明，高等教育出版社，1999年10月第一版； 3、《光学》，章志鸣沈元华等，高等教育出版社，1995年5月第一版； 4、《光学》，王楚汤俊雄，北京大学出版社，2001年7月第一版；
☆光学相关的计量单位☆ 光强度——坎德拉（cd），光亮度——cd/m2，光通量——流明（lm），光照度——勒克斯（lux、lx）， 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以“坎德拉”、“坎德拉/平方米（cd/m2）”、“流明”、“勒克斯（lux、lx）”分别作为发光强度、光亮度、光通量、光照度等的单位为统一工程技术中使用的光学度量单位。 光强度——坎德拉（Candela）-cd 。1=F/Ω即光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。 光通量——流明（lumen）-lm 。F单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305×10cm面积上辐射出来的光通量为1lm。 为表示光强和光通量的关系，发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1lm。 光亮度——坎德拉/平方米（cd/㎡）是表示发光面明亮程度的。即指发光表面在制定方向的发光强度为垂直且制定方向的发光面的面积之比。 光照度——勒克斯（Lux）-lx 。被光均匀照射的物体，距离该光源1m处在1㎡的面积上得到的光通量是1lm时其照度为1lux，习惯称之为“烛光米”。 1、烛光、国际烛光、坎德拉（Candela）：定义在每平方米101325牛
顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1坎德拉。并且，烛光、国际烛光、坎德拉的三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，60坎德拉德育58.8国际烛光，亥夫钠灯的1烛光等于0.885国际烛光或者0.919坎德拉。 2、发光强度与光亮度：发光强度简称光强，国际单位是Candela（坎德拉）简写cd。Lcd是指光源在指定方向的单位立体角度内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强度为l=f/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（SR），F为光通量，单位为流明（lm），对于点光源由l=F/4。光亮度是标示发光面明亮程度的，指发光表面在制定的发光强度与垂直且制定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏基本上就是这样一个漫反射面，所以从各个角度去观看图像都有相同的亮度感。以下是部分光源的亮度值：（单位cd/㎡）黑白电视机120左右，彩色电视机80左右。 3、光通量与流明：光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能称之为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如用绿色光做水准，令其光通量等于辐射能通量，则对其他色光来说，激起明亮感觉的本两碧绿色
初中光学知识点总结 一、光的传播 1、光源：能够发光的物体可分为 （1）自然光源如：太阳，萤火虫 （2）人造光源如：蜡烛，电灯 2、光的传播： （1）光在同种均匀介质中是沿直线传播的 （2）直线传播现象 ①影子的形成：日食、月食、无影灯 ②小孔成像：倒立、实像 3、光的传播速度"： （1）光在真空中的传播速度是3.0×108 （2）光在水中的传播速度是真空中的3/4 （3）光在玻璃中的传播速度是真空中的2/3 二、光的反射 1、反射现象：光射到物体的表面被反射出去的现象 2、概念： （1）一点：入射点 （2）二角： ①入射角：入射光线与法线的夹角 ②反射角：反射光学分与法线的夹角 （3）三线：入射光线、反射光线、法线 3、反射定律： （1）入射光线、反射光线、法线在同一平面内（三线共面）（2）入射光线、反射光线分居法线两侧（两线异侧） （3）反射角等于入射角（两角相等） 4、反射分类：遵循光的反射定律。 （1）镜面反射：入射光线平行，反射光线也平行 （2）漫反射：入射光线平行，反射光线不平行
5、平面镜成像：平面镜成的像是虚像，像与物体的大小相等，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，像与物体关于平面镜对称（等大，正立，虚像） 三、光的折射 1、折射现象：光由一种介质射入另一种介质时，在介面上将发生光路改变的现象。常见现象：筷子变"弯"、池水变浅、海市蜃楼。 2、光的折射初步规律：（1）光从空气斜射入其他介质，折射角小于反射角（2）光从其他介质斜射入空气，折射角大于入射角（3）光从一种介质垂直射入另一种介质，传播方向不变（4）当入射角增大时，折射角随之增大 3、光路是可逆的 四、光的色散 1、定义：白光经过三棱镜时被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫光的色散。 2、色光三基色：红、绿、蓝。混合后为白色 3、颜料三原色：红、黄、蓝。混合后为黑色 4、颜色 （1）透明体的颜色决定于物体透过的色光。（透明物体让和它颜色的光通过，把其它光都吸收）。 （2）不透明体的颜色决定于物体反射的色光。（有色不通明物体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光，白色物体反射各种色光，黑色物体吸收所有的光）。 五、光学探究凸透镜成像 1、凸透镜：对光有会聚作用。 2、相关概念： ①主光轴 ②焦点（F） ③光心（O） ④焦距（f） 3、经过凸透镜的三条特殊光线： ①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过异侧焦点； ②经过光心的光线传播方向不改变；
1光学学报2中国激光（属于超一流中文光学杂志），与COL一起是中国激光杂志社旗下的三大王牌杂志，也是国内光学杂志的皇帝，每篇文章有3位审稿人审稿，文章严谨程度非常高，其中COL已经被SCI收录（SCI最新影响因子0.8左右），光学学报与中国激光是中文SCI期刊的候选期刊。 3光谱与光谱学分析【SCI（次等）】：由于自引率太高，已经多次被JCR警告，但俗话说瘦死的骆驼比马大，任然属于光学顶尖级杂志。 4光电子.激光（2009年之前分EI核心和EI 非核心，光电子激光是最早的EI核心期刊之一，每篇文章均被EI compendex收录），在光电子学方面报到的论文最多，属于一流杂志的代表，也是唯一一本由大学主办的学术期刊（前10名中），相当的不容易。 5光学精密工程（同光电子.激光实力相当，排名也可定为第四），由于期刊报道的内容没有光电子激光报道的内容专业性和新颖性强，暂定于第5吧。 6强激光与粒子束（工程科学院举办），影响因子0.9左右，发展迅速，现加入到了中国光学期刊网，推广了知名度，属于一流杂志，此杂志与中国激光杂志的研究内容很像，是中国激光杂志的小弟，如果投稿中国激光或者光学学报被退，这个杂志则是您稿件去的最佳方向。 7光子学报（在09年以前属于EI非核心），在西安光机所得率领下不断发展，10年后一直被EI核心检索，近几年凭着自己的地位和努力，经常举办或者参加会议文章的出版，在陕西地方区域具有相当的影响力，属于二流杂志的领导。 8发光学报：在中科院长春光机所领导下，终于从10年开始被EI收录，并从双月刊转为月刊，发展迅速，在11年被评为百种杰出学术期刊，不过后门开的较大。9光电工程：老牌子光电期刊，这几年走了点下坡路，但任然是光电期刊类的中流
光学零件加工入门教育教材 （试用） 承认：胡君剑作成：邢德华一、光学加工的意义 ①什么是光学零件 由光学材料制成的，用于光学仪器光学系统的元器件叫光学零件。 光学材料一般有：光学玻璃、光学塑料、光学晶体等。我公司目前主要是生产光学玻璃制成的光学零件。（光学玻璃是不同于普通玻璃、有特殊要求的玻璃材料，目前有近200种） 最常用的光学零件主要有二种：透镜和棱镜。（作图） 我公司目前主要生产的是透镜。 透镜形状有：正透镜和负透镜（作图） 中心厚度大于边缘厚度的透镜是正透镜，光会聚 中心厚度小于边缘厚度的透镜是负透镜，光发散 ②光学零件的作用 透镜主要用于光学系统成像，棱镜主要用于光路转折。 常用的光学仪器有：照相机、显微镜、望远镜、眼镜、放大镜、潜望镜、摄影机摄像机等等。他们的成像都是通过光学零件实现的 ③光学零件加工的目的 通过光学冷加工、光学特种加工，把光学零件胚料（硝材）加工成满足客户要求的合格光学零件。 （这里的硝材可以是压型料、棒料、大块料。我公司目前用的是压型料。有专门工厂热压成型加工的基本成型的光学零件原材料。） 二、光学零件加工一般流程 在我公司的一般流程
主工序 荒折-----砂挂-----研磨-----芯取-----镀膜-----粘合-----涂墨-----组立 辅助工序 上盘、下盘、清洗、洗净 ㈠主工序 ①荒折（铣磨） CG:就是把镜片加工成一定形状,寸法（尺寸）和外观要求的工序 本公司光学加工的第一道工序，加工模式类似于金加工中铣切加工，完成镜片成型（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观） 如图所示 ●透镜胚料夹持在主轴上，夹持的方法可以是真空吸附也可以是弹片夹持，我公司大部分采用弹片夹持。主轴是转动的（低速） ●图标是立式的，实际加工中有立式的，也有卧式的，在我公司是卧式的。 ●铣磨是用砂轮来加工的，砂轮是金刚石环形砂轮，用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。 ●砂轮高速旋转，斜向推进镜片，对镜片进行磨削，铣出一个球面 ●调整砂轮的角度，确定球面的曲率 ●调整砂轮的方向，确定凸面或凹面 ●调整砂轮推进量，确定磨削量（镜片中心厚度） ●用油冷却液。 ●翻面加工第二面 ②砂挂（精磨） 砂挂:就是去除CG后表面的破坏层,达到一定寸法及表面精度,且达到研磨前条件要求的工序 本公司光学冷加工的第二道主工序。对镜片球面精细加工，确保后到加工（研磨）有一个良好的基础。比荒折有更高的技术要求（球面曲率、面型、镜片中心厚度、外观） ●用金刚石精磨片对基片加工，精磨片用规定大小的人造金刚石颗粒与铜、镍等金属或陶瓷混合压型、烧结而成的。相当于小砂轮，金刚石颗粒很细。我公司
大学光学知识点归纳总结 光学是物理学的重要分支学科。也是与光学工程技术相关的学科。下面,XX为大家分享光学知识点总结,希望对大家有所帮助! 1、光源:能够发光的物体可分为 (1)自然光源如:太阳,萤火虫 (2)人造光源如:蜡烛,电灯 2、光的传播: (1)光在同种均匀介质中是沿直线传播的 (2)直线传播现象 ①影子的形成:日食、月食、无影灯 ②小孔成像:倒立、实像 3、光的传播速度": (1)光在真空中的传播速度是×108 (2)光在水中的传播速度是真空中的3/4 (3)光在玻璃中的传播速度是真空中的2/3 1、反射现象:光射到物体的表面被反射出去的现象 2、概念: (1)一点:入射点 (2)二角: ①入射角:入射光线与法线的夹角
②反射角:反射光学分与法线的夹角 (3)三线:入射光线、反射光线、法线 3、反射定律: (1)入射光线、反射光线、法线在同一平面内(三线共面) (2)入射光线、反射光线分居法线两侧(两线异侧) (3)反射角等于入射角(两角相等) 4、反射分类:遵循光的反射定律。 (1)镜面反射:入射光线平行,反射光线也平行 (2)漫反射:入射光线平行,反射光线不平行 5、平面镜成像:平面镜成的像是虚像,像与物体的大小相等,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物体关于平面镜对称(等大,正立,虚像) 1、折射现象:光由一种介质射入另一种介质时,在介面上将发生光路改变的现象。常见现象:筷子变"弯"、池水变浅、海市蜃楼。 2、光的折射初步规律:(1)光从空气斜射入其他介质,折射角小于反射角(2)光从其他介质斜射入空气,折射角大于入射角(3)光从一种介质垂直射入另一种介质,传播方向不变(4)当入射角增大时,折射角随之增大 3、光路是可逆的
《光学》课程教学大纲（54学时） （理论课程） 一课程说明 （一）课程概况 课程中文名称：《光学》 课程英文名称：Optics 课程编码：3910252108 开课学院：理学院 适用专业/开课学期：物理学/第三学期 学分/周学时：3/3 《光学》是物理学本科专业的一门重要的专业必修基础课程，是普通物理学的一个重要组成部分，是研究光的本性、光的传播及光和物质的相互作用的基础学科，它和《原子物理学》、《电动力学》和《量子物理学》等后继课程有着密切联系。激光的出现和发展使光学的研究进入了一个崭新的阶段，更加扩大了光学在高科技领域、生产和国防上的应用。 先修课程：高等数学、电磁学 （二）课程目标 1. 牢固掌握有关光的传播及其本性，包括干涉、衍射、偏振等基本现象、原理和规律，为后继课程奠定必要的基础。并了解它们在科研、生产和实践上的应用。 2. 牢固掌握几何光学的基本概念、成像规律和作图方法。熟悉典型助视光学仪器的基本结构及原理。 3. 了解现代光学的发展概况以及现代光学的基本概念、原理，研究的方法、手段，培养学生学习的兴趣。 4. 培养学生的学习能力、科学探究能力和分析解决问题的能力，培养学生实事求是、勇于探究的科学精神和辩证唯物主义世界观。 （三）学时分配
二教学方法和手段 以启发式教学为主，利用多媒体辅助教学，同时开展课堂讨论、课外自学、学生课外查阅文献了解学科前沿，结合课程内容完成课程论文等多种形式教学。 三教学内容 第一章（含绪论）光的干涉（10学时） 一、教学目标 1.了解光学研究的内容和研究方法；知道光学发展历程； 2.理解相干叠加和非相干叠加的区别联系； 3.理解光的相干条件和光的干涉定义； 4.了解干涉条纹的可见度以及空间相干性和时间相干性对可见度的影响； 5.掌握光程差和相位差之间的关系； 6.掌握分波面干涉装置的干涉强度分布的基本规律，即干涉条纹的间距和干涉条纹 的形状； 7.掌握分振幅法等倾干涉条纹的条纹特征和光强分布及其应用； 8.掌握分振幅等厚干涉的条纹特征和光强分布及其应用； 9.掌握迈克尔孙干涉仪和法布里干涉仪的基本原理及其应用。 二、教学重、难点 重点：相干条件，以及分振幅和分波面干涉装置及干涉光强分布。 难点：薄膜干涉和多光束干涉。 三、主要内容 1.光学的研究内容和方法，光学发展史； 2.波动的独立性、叠加性和相干性； 3.光程和光程差，实现相干光束的方法； 4.半波损失； 5.等倾干涉和等厚干涉； 6.迈克耳孙干涉仪； 7.多光束干涉,法布里-珀罗干涉仪。 第二章光的衍射（8学时） 一、教学目标 1.了解光的衍射现象，并注意区分菲涅尔衍射和夫琅和费衍射； 2.理解衍射现象的理论基础-----惠更斯-菲涅尔原理；
教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：光学（Optics） 课程号：20201640 课程类别：基础课 学时：72 学分：4 二、教学内容及要求 绪论共1 学时 要求： 1．了解光学研究的内容。 2．了解光学发展简史。 3．了解现代光学的发展简况及其前景。 第一章几何光学的基本原理共8学时 要求： 1．了解几何光学是波动光学在光波长趋于零的情况下的近似。2．掌握费马原理。 3．掌握光在平面上反射和折射的规律，掌握棱镜的特性及其应用。4．掌握光导纤维原理并了解其在现代高新技术中的应用。 5．掌握薄透镜及其组合的成像特性。 6．掌握共轴球面系统成像的矩阵方法。 主要内容： 1.1 几何光学的基本定律 1.2 费马原理 1.3 成像的基本概念 1.4 光在平面上的反射和折射 1.5 光导纤维 1.6 棱镜 1.7 光在单球面上的折射和反射 1.8 薄透镜 1.9 共轴球面系统的逐次成像法 1.10 共轴球面系统傍轴成像的矩阵方法 第二章光阑、像差和成像光学仪器共5 学时 要求： 1．掌握孔径光阑和视场光阑的重要作用。 2．了解各种像差及其成因，熟悉复合物镜及目镜的消色差条件。3．掌握成像光学仪器的原理、结构及其特性。 主要内容： 2.1 光阑 2.2 像差
2.3 人眼的光学系统 2.4 放大镜和目镜 2.5 显微镜 2.6 望远镜 第三章光波及其在各向同性介质界面的反射和折射共6学时 要求： 1．掌握光波场的数学描述及其时空特性。 2．掌握光波的各种偏振态、偏振梯度场。 3．掌握光波在各向同性介质界面上的反射、折射的各种规律。 4．了解负折射率介质的光学特性。 主要内容： 3.1 光波 3.2 光波场的数学描述 3.3 波函数的复数表示复振幅 3.4 光波的偏振态 3.5 光在各向同性介质界面的反射和折射 *3.6 负折射率介质 第四章光的干涉共11 学时 要求： 1．掌握波的叠加原理。 2.掌握光波相干的条件。 3．掌握分波前干涉和分振幅干涉装置及其光程差计算方法、干涉现象的规律及其应用。4．掌握光场的时间相干性和空间相干性。 5．掌握迈克耳孙干涉仪的原理及应用。 6. 了解傅里叶变换光谱仪和光学相干层析术。 7．掌握多光束干涉的光强分布规律及其应用，了解法布里-珀罗干涉仪。 主要内容： 4.1 波的叠加和干涉 4.2 光波相干的条件和产生方法 4.3 杨氏实验 4.4 其它几种两光束分波前干涉装置 4.5 两束平行光的干涉 4.6 光源的光谱展宽对干涉条纹可见度的影响光场的时间相干性 4.7 光源的空间展宽对干涉条纹可见度的影响光场的空间相干性部分相干性 4.8 薄膜干涉（一）：等倾干涉 4.9 薄膜干涉（二）：等厚干涉 4.10 薄膜干涉（三）：应用举例 4.11 迈克耳孙干涉仪 *4.12 傅里叶变换光谱仪光学相干层析术 4.13 多光束干涉 4.14 法布里—珀罗干涉仪
1.下面四种颜色中哪种颜色的光波最长(D)。 A.蓝 B.绿 C.黄 D.红 2.按照目前近代物理研究的最新成果，物质的最小的构成单位是(D)。 A.质子 B.中子 C.强子 D.夸克 3.与复印机、激光打印机一起构成现代化的光电子印刷技术，从而彻底取代了铅字手工排版的是（C） A.打字机 B.计算机 C.激光照排机 D.激光印刷机 4.第一台激光器产生于: （C） A, 1953 B, 1961 C, 1960 D, 1948 5.在雷电来临时，电光一闪即逝，但雷声却隆隆不断，这是因为（B） A．雷一个接一个打个不停 B．雷声经过地面、山岳和云层多次反射 C．光的传播速度比声的传播速度大D．声的传播速度比光的传播速度大 6.黄昏时，太阳呈红色，是因为黄昏时( B ) A.太阳发出较多的红光 B.阳光经过空气散射形成 C.太阳距地球较近 D.太阳距地球较远 7.以下双折射晶体中属于双轴晶体的是（C） A.石英 B.冰洲石 C.硫磺 D.冰 8.第一台激光器的工作物质（A） A．红宝石 B.蓝宝石 C.掺钕钇铝石榴石 D.二氧化碳 9.假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比，则（B） A. 将提前 B．将延后 C．在某些地区将提前，在另一些地区将延后 D. 不变 10.红光和紫光相比，（B） A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 11.下列哪个是光通量的单位（B） A.lux B.lm C.lx D.cd
光学传感器在医学中的应用 生物医学传感器的研制越来越趋向于无创伤、集成化、智能化的方向发展。研制的多功能血流血氧传感器顺应了这一趋势。它利用先进的激光多普勒技术和光谱技术实现了微循环血流脉搏血氧饱和度人体生理信号的采集和转换该多功能传感器，为医学与生理学研究提供了极大的便利。 随着电子技术、激光技术和计算机技术的飞速发展生物医学仪器也有了长足的进步研究无创伤、集成化和智能化的生物医学传感器已成为国内外学者关注的热点。文中成功地使血流参数、脉搏血氧和脑血氧饱和度的检测传感器一体化研制出多功能血流血氧传感器。测定组织的血流在微循环基础研究和临床检查中具有重要意义 目前测定方法有同位素、荧光示踪、局部温度、红外摄像、超声多普勒、激光多普勒等，其中基于激光多普勒技术的传感器以其无创伤、适应范围广、操作简便而得到广泛的应用。但目前国内外用于临床的该类传感器均存在诸多不足，它们在光源和光电转换元件上分别采用氦氖激光器和光电倍增管，两者均体积庞大，需高压供电，使得整套仪器笨重、不安全、稳定性差。为解决上述技术问题，多功能血流血氧传感器采用体积小巧、低压省电、长寿命的红光、红外半导体激光器作为光源，光电转换采用小巧、廉价而灵敏度高的达林顿光敏三极管，使之具有小型化、灵敏度高、稳定性好、价格低廉等优点。血氧饱和度(SaO2)是血液中氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部血红蛋白(氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb之和)容量的百分比，它直接反映了人体供氧和氧代谢的状况，是呼吸循环系统的重要生理参数。传统用于血氧饱和度检测的血气分析法有创且步骤繁琐，不能进行连续的监测。而多功能血流血氧检测传感器则实现了脉搏血氧、脑血氧饱和度的无创实时监测。 血流检测原理血流检测原理基于生物组织中的激光多普勒效应。激光光源产生一定波长Κ的激光束进入人体微循环组织，在测量深度内的活动颗粒(主要是快速移动的血红细胞RBC)表面发生散射，其频率会发生改变，这种现象叫做多普勒频移(DopplerShift)效应。多普勒频移幅度与RBC的运动速度成正比，如下式。 由于微循环网络分布的复杂性、各微血管中血流速度的差异性以及激光在组织中散射的随机性，传感器检测到的多普勒频移信号，并不是单一频率的信号，而是有一定频谱宽度的信号。利用该信号的功率谱可以计算出各血流参数，如：流量(Q)、流速(V)、移动红细胞浓度(CMBC)等，在局部组织三者有如下关系： 血氧饱和度的检测基于朗伯—比尔定律(TheLambertBeerLaw)和光散射理论。朗伯—比尔定律是
二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及γ射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v