光学教程(第三版)电子教案

物理学（第三版）电子教案
内容简介
本课件是为祝之光教材创作小组编写的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《物理学》（第三版）教材的配套多媒体电子教案，其章节划分与教材完全对应，其涵盖了力学、热学、电磁学、光学和近代物理等所有必讲的内容；所有的例题、物理定理或定律的叙述及推导均与教材相同。

教师可以在此平台下，根据自己的需要对内容进行添加、修改，制作适合教师自己使用的、具有个性化、符合其学生特点的电子课件。

本课件适用于工科院校本科少学时和专科学校物理的多媒体教室或网络教室的教学，也可作为学生自学的参考软件。

软件运行环境
本课件是PowerPoint文件，因此无需安装，可从光盘拷贝到硬盘中运行或直接在光盘上运行。

其中每个章节目录都具有链接功能，运行过程中可以随时按Esc键退出。

并支持微软的的大量插件及Windows程序，也可与其他媒体及软件同时使用。

策划编辑：郭亚嫘
责任编辑：王文颖
单位：高等教育出版社
高等教育电子音像出版社
地址：北京市西城区德胜门外大街4号
邮编：100120。

《光学》精品课程电子教案目录绪论第一章光的干涉第二章光的衍射第三章几何光学的基本原理第四章光学仪器的基本原理第五章光的偏振第七章光的量子性绪论返回目录§0-1 光学的研究内容和方法一、光学的重要性光学是一门有悠久历史的学科，它包含着人类自古以来对光的研究的丰硕果实。

光学在科学研究、工农业生产和军事上有着极为广泛的应用。

1、光的干涉：测光波波长)d r x (0λ=∆、测极薄物体的厚度)m (μ、检查光学表面、瓦斯探测器。

2、x 射线：研究物质结构（利用光谱——光谱是研究原子的眼睛）、透视人体。

3、光学纤维：光学纤维用于通讯，容量大，保密性好；胃镜也是应用光学纤维。

生产光学纤维可以说是点石成金。

4、红外技术：红外线波长大，衍射能力强，应用于各种探测系统、导弹制导，资源考察以及遥感遥控技术中。

5、激光器：材料加工、远距离测量、全息检测、医疗、育种、引发核聚变都应用激光。

海湾战争中，应用激光制导、夜视仪。

6、相干光学计算机：与电子数字计算机联合，为计算机科学开拓一个新的技术领域。

现正研究光集成计算机，计算速度可以提高上千倍，并代替人脑的部分功能。

*二、光学的研究内容1、光的发射、传播和接收等规律2、光和其他物质的相互作用。

包括光的吸收、散射和色散。

光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用（效应）等。

3、光的本性问题* 加拿大多伦多大学的科学家寻找到能“捕获”光的三维硅结构物，它能象半导体芯片控制电子一样控制光子运动。

该发现为研制开发采用光来处理和存储信息的计算机芯片迈出了重要一步。

光计算机的优点是芯片更小，运算速度更快。

《新华文摘》2001.44、光在生产和社会生活中的应用三、研究方法实验——假设——理论——实验§0-2 光学发展简史一、萌芽时期世界光学的（知识）最早记录，一般书上说是古希腊欧几里德关于“人为什么能看见物体”的回答，但应归中国的墨翟。

从时间上看，墨翟（公元前468～376年），欧几里德（公元前330～275年），差一百多年。

《光学》教案教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第一次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第一章光的干涉1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第二次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第一章光的干涉教学基本要求：2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法3.理解迈克尔孙干涉纹、法布里—珀罗干涉纹的基本原理4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第三次课形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法第四次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法第五次课注：教案是必需的教学文件，每位教师上课前必须有教案和讲稿(通常所说的讲义)，教案可以做成活页的形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第一章光的干涉教学基本要求：1.理解光的电磁理论和本质掌握分波面干涉和分振幅干涉的方法2.掌握等倾干涉、等厚干涉的基本特征和计算方法4.了解光的时间相干性和光的空间相干性第六次课形式，夹在每次课的讲稿前，也可以集中放置。

第二章光的衍射教学基本要求：1.掌握惠更斯—菲涅耳原理理及衍射的强度公式。

工程光学第三版下篇物理光学第十一章课后习题答案详解1第十一章光的电磁理论基础解：（1）平面电磁波cos[2()]E A t cπνϕ=-+ 对应有1462,10,,3102AHz m πνϕλ-====⨯。

（2）波传播方向沿z 轴，电矢量振动方向为y 轴。

（3）B E →→与垂直，传播方向相同，∴0By Bz ==814610[210()]z Bx CEy t ππ===⨯⨯-+解：（1）215cos[2()]10cos[10()]0.65E A t t ccπνϕπ=-+=- ∴1514210510v Hz πνπν=⇒=⨯72/2/0.65 3.910n k c m λππ-===⨯（2）8714310 1.543.910510n c c n v λν-⨯====⨯⨯⨯ 3.在与一平行光束垂直的方向上插入一片透明薄片，薄片的厚度0.01h mm =,折射率n=1.5,若光波的波长为500nm λ=,试计算透明薄片插入前后所引起的光程和相位的变化。

解：光程变化为(1)0.005n h mm ∆=-=相位变化为)(20250010005.026rad πππλδ=⨯⨯=∆= 4. 地球表面每平方米接收到来自太阳光的功率为1.33kw,试计算投射到地球表面的太阳光的电场强度的大小。

假设太阳光发出波长为600nm λ=的单色光。

解：∵22012I cA ε== ∴1322()10/I A v m c ε=5. 写出平面波8100exp{[(234)1610]}E i x y z t =++-⨯的传播方向上的单位矢量0k 。

解：∵exp[()]E A i k r t ω=- x y z k r k x k y k z ⋅=⋅+⋅+⋅000*********,3,4234x y z x y z k k k k k x k y k z x y z k x y z ===∴=⋅+⋅+⋅=++=+ 6. 一束线偏振光以45度角从空气入射到玻璃的界面，线偏振光的电矢量垂直于入射面，试求反射系数和透射系数。

光学教程第三版（姚启钧著）课后题答案下载《光学教程》以物理光学和应用光学为主体内容。

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第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性，注意介绍了激光系统和红外系统;第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展。

第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。

绪论0.1光学的研究内容和方法0.2光学发展简史第1章光的干涉1.1波动的独立性、叠加性和相干性1.2由单色波叠加所形成的干涉图样1.3分波面双光束干涉1.4干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性1.5菲涅耳公式1.6分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉1.7分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉视窗与链接昆虫翅膀上的彩色1.8迈克耳孙干涉仪1.9法布里一珀罗干涉仪多光束干涉1.10光的干涉应用举例牛顿环视窗与链接增透膜与高反射膜附录1.1振动叠加的三种计算方法附录1.2简谐波的表达式复振幅附录1.3菲涅耳公式的推导附录1.4额外光程差附录1.5有关法布里一珀罗干涉仪的(1-38)式的推导附录1.6有同一相位差的多光束叠加习题第2章光的衍射2.1惠更斯一菲涅耳原理2.2菲涅耳半波带菲涅耳衍射视窗与链接透镜与波带片的比较2.3夫琅禾费单缝衍射2.4夫琅禾费圆孔衍射2.5平面衍射光栅视窗与链接光碟是一种反射光栅2.6晶体对X射线的衍射视窗与链接与X射线衍射有关的诺贝尔奖附录2.1夫琅禾费单缝衍射公式的推导附录2.2夫琅禾费圆孔衍射公式的推导附录2.3平面光栅衍射公式的推导习题第3章几何光学的基本原理3.1几个基本概念和定律费马原理3.2光在平面界面上的反射和折射光导纤维视窗与链接光导纤维及其应用3.3光在球面上的反射和折射3.4光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念3.5薄透镜3.6近轴物近轴光线成像的条件3.7共轴理想光具组的基点和基面视窗与链接集成光学简介附录3.1图3-6中P1和JP1点坐标的计算附录3.2棱镜最小偏向角的计算附录3.3近轴物在球面反射时物像之间光程的计算附录3.4空气中的厚透镜物像公式的推导习题第4章光学仪器的基本原理4.1人的眼睛4.2助视仪器的放大本领4.3目镜4.4显微镜的放大本领4.5望远镜的放大本领视窗与链接太空实验室——哈勃太空望远镜 4.6光阑光瞳4.7光度学概要——光能量的传播视窗与链接三原色原理4.8物镜的聚光本领视窗与链接数码相机4.9像差概述视窗与链接现代投影装置4.10助视仪器的像分辨本领视窗与链接扫描隧显微镜4.11分光仪器的色分辨本领习题第5章光的偏振5.1自然光与偏振光5.2线偏振光与部分偏振光视窗与链接人造偏振片与立体电影5.3光通过单轴晶体时的双折射现象5.4光在晶体中的波面5.5光在晶体中的传播方向5.6偏振器件5.7椭圆偏振光和圆偏振光5.8偏振态的实验检验5.9偏振光的干涉5.10场致双折射现象及其应用视窗与链接液晶的电光效应及其应用5.11旋光效应5.12偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵附录5.1从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式(5-15)的推导习题第6章光的吸收、散射和色散6.1电偶极辐射对反射和折射现象的解释6.2光的吸收6.3光的散射视窗与链接光的散射与环境污染监测6.4光的色散6.5色散的经典理论习题第7章光的量子性7.1光速“米”的定义视窗与链接光频梳7.2经典辐射定律7.3普朗克辐射公式视窗与链接xx年诺贝尔物理学奖7.4光电效应7.5爱因斯坦的量子解释视窗与链接双激光束光捕获7.6康普顿效应7.7德布罗意波7.8波粒二象性附录7.1从普朗克公式推导斯忒藩一玻耳兹曼定律附录7.2从普朗克公式推导维恩位移定律习题第8章现代光学基础8.1光与物质相互作用8.2激光原理8.3激光的特性8.4激光器的种类视窗与链接激光产生106T强磁场8.5非线性光学8.6信息存储技术8.7激光在生物学中的应用视窗与链接王淦昌与惯性的束核聚变习题主要参考书目基本物理常量表习题答案1.阳光大学生网课后答案下载合集2.《光学》赵凯华钟锡华课后习题答案高等教育出版社3.光学郭永康课后答案高等教育出版社4.阳光大学生网课后答案下载求助合集。

大学三年级光学基础教案一、教学目标1. 了解光学的基本概念和原理。

2. 掌握光的传播规律和光的反射、折射等现象。

3. 理解光学器件的工作原理和应用。

4. 培养学生的观察和实验能力，培养科学思维和创新能力。

二、教学内容第一章光学的基本概念1. 光的定义和特性2. 光的传播方式和传播媒质3. 光的粒子性和波动性第二章光的反射1. 反射定律的表达和解释2. 平面镜的特性和应用3. 曲面镜的特性和应用第三章光的折射1. 折射定律的表达和解释2. 光的折射现象和折射率3. 光的全反射和光导纤维第四章光的干涉与衍射1. 光的干涉现象2. 双缝干涉、薄膜干涉的原理和应用3. 光的衍射现象和衍射格第五章光的偏振1. 偏振光的特性和偏振现象2. 偏振片的工作原理和应用第六章光的色散与光谱1. 光的色散现象和原理2. 光的分光计和光谱三、教学方法1. 理论讲授：通过讲述光学原理和相关概念，使学生全面了解光学基础知识。

2. 实验观察：组织学生进行光学实验，观察和记录光的反射、折射、干涉等现象，培养实验和观察能力。

3. 讨论互动：鼓励学生发表自己的观点和疑问，进行课堂讨论，增强学生的思辨和创新能力。

4. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对光学知识的掌握。

四、教学资源1. 课本：选择一本相关的光学教材作为参考资料。

2. 实验器材：准备光学实验所需的光源、镜子、透镜等。

3. 多媒体设备：准备投影仪或电脑，用于展示光学原理的多媒体课件。

五、教学评估1. 课堂表现：观察学生的参与度和表达能力，评价学生课堂互动情况。

2. 实验报告：要求学生根据实验内容完成实验报告，对实验现象和结果进行总结和分析。

3. 知识测试：定期进行光学基础知识的测试，检验学生的掌握情况。

六、教学实施根据以上教学目标和内容，进行课堂教学实施。

1. 第一章：光学的基本概念（根据教学目标和教学内容，依次进行理论讲授、实验观察和课后讨论等环节）2. 第二章：光的反射3. 第三章：光的折射4. 第四章：光的干涉与衍射5. 第五章：光的偏振6. 第六章：光的色散与光谱七、教学反思通过光学基础教案的实施，学生能够系统地学习光学基本概念和原理，并能进行实验观察和课堂讨论。

2023年光学教程第三版（姚启钧著）课后题答案下载2023年光学教程第三版（姚启钧著）课后题答案下载本教程以物理光学和应用光学为主体内容。

第1章到第3章为应用光学部分，介绍了几何光学基础知识和光在光学系统中的传播和成像特性，注意介绍了激光系统和红外系统;第4～8章为物理光学部分，讨论了光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性及光与物质的相互作用，并结合介绍了DWDM、双光子吸收、Raman放大、光学孤子等相关领域的应用和进展。

第9章则专门介绍航天光学遥感、自适应光学、红外与微光成像、瞬态光学、光学信息处理、微光学、单片光电集成等光学新技术。

光学教程第三版（姚启钧著）：内容简介绪论0.1 光学的研究内容和方法0.2 光学发展简史第1章光的干涉1.1 波动的独立性、叠加性和相干性1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样1.3 分波面双光束干涉1.4 干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性 1.5 菲涅耳公式1.6 分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉1.7 分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉视窗与链接昆虫翅膀上的彩色1.8 迈克耳孙干涉仪1.9 法布里一珀罗干涉仪多光束干涉1.10 光的干涉应用举例牛顿环视窗与链接增透膜与高反射膜附录1.1 振动叠加的三种计算方法附录1.2 简谐波的表达式复振幅附录1.3 菲涅耳公式的推导附录1.4 额外光程差附录1.5 有关法布里一珀罗干涉仪的(1-38)式的推导附录1.6 有同一相位差的多光束叠加习题第2章光的衍射2.1 惠更斯一菲涅耳原理2.2 菲涅耳半波带菲涅耳衍射视窗与链接透镜与波带片的比较2.3 夫琅禾费单缝衍射2.4 夫琅禾费圆孔衍射2.5 平面衍射光栅视窗与链接光碟是一种反射光栅2.6 晶体对X射线的'衍射视窗与链接与X射线衍射有关的诺贝尔奖附录2.1 夫琅禾费单缝衍射公式的推导附录2.2 夫琅禾费圆孔衍射公式的推导附录2.3 平面光栅衍射公式的推导习题第3章几何光学的基本原理3.1 几个基本概念和定律费马原理3.2 光在平面界面上的反射和折射光导纤维视窗与链接光导纤维及其应用3.3 光在球面上的反射和折射3.4 光连续在几个球面界面上的折射虚物的概念 3.5 薄透镜3.6 近轴物近轴光线成像的条件3.7 共轴理想光具组的基点和基面视窗与链接集成光学简介附录3.1 图3-6中P1和JP1点坐标的计算附录3.2 棱镜最小偏向角的计算附录3.3 近轴物在球面反射时物像之间光程的计算附录3.4 空气中的厚透镜物像公式的推导习题第4章光学仪器的基本原理4.1 人的眼睛4.2 助视仪器的放大本领4.3 目镜4.4 显微镜的放大本领4.5 望远镜的放大本领视窗与链接太空实验室——哈勃太空望远镜4.6 光阑光瞳4.7 光度学概要——光能量的传播视窗与链接三原色原理4.8 物镜的聚光本领视窗与链接数码相机4.9 像差概述视窗与链接现代投影装置4.10 助视仪器的像分辨本领视窗与链接扫描隧显微镜4.11 分光仪器的色分辨本领习题第5章光的偏振5.1 自然光与偏振光5.2 线偏振光与部分偏振光视窗与链接人造偏振片与立体电影 5.3 光通过单轴晶体时的双折射现象 5.4 光在晶体中的波面5.5 光在晶体中的传播方向5.6 偏振器件5.7 椭圆偏振光和圆偏振光5.8 偏振态的实验检验5.9 偏振光的干涉5.10 场致双折射现象及其应用视窗与链接液晶的电光效应及其应用5.11 旋光效应5.12 偏振态的矩阵表述琼斯矢量和琼斯矩阵附录5.1 从沃拉斯顿棱镜出射的两束线偏振光夹角公式(5-15)的推导习题第6章光的吸收、散射和色散6.1 电偶极辐射对反射和折射现象的解释6.2 光的吸收6.3 光的散射视窗与链接光的散射与环境污染监测6.4 光的色散6.5 色散的经典理论习题第7章光的量子性7.1 光速“米”的定义视窗与链接光频梳7.2 经典辐射定律7.3 普朗克辐射公式视窗与链接诺贝尔物理学奖7.4 光电效应7.5 爱因斯坦的量子解释视窗与链接双激光束光捕获7.6 康普顿效应7.7 德布罗意波7.8 波粒二象性附录7.1 从普朗克公式推导斯忒藩一玻耳兹曼定律附录7.2 从普朗克公式推导维恩位移定律习题第8章现代光学基础8.1 光与物质相互作用8.2 激光原理8.3 激光的特性8.4 激光器的种类视窗与链接激光产生106T强磁场8.5 非线性光学8.6 信息存储技术8.7 激光在生物学中的应用视窗与链接王淦昌与惯性的束核聚变习题主要参考书目基本物理常量表光学教程第三版（姚启钧著）：目录点击此处下载光学教程第三版（姚启钧著）课后题答案。

光学教程 第一章1.解： ∵λd r yyy jj 01=-=+∆∴ 409.010*******.018081≈⨯⨯=∆-y cm 573.010*******.018082≈⨯⨯=∆-y cm 又∵λd r j y 0= ， 2=j ∴81210)50007000(022.01802)(-⨯-⨯⨯=-=∆λλd r j y≈0.327 cmor: 328.02212≈∆-∆=∆y y y cm2. 解： ∵ .0⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆λd r y λd r j y 0= j=0,1 ∴ (1)cm 08.0104.604.050)01(5=⨯⨯⨯-=∆-y (2)4104.650001.004.020225ππλππϕ=⨯⨯⨯⨯=⋅=⋅=∆-r dy j(3) 2cos 412221ϕϕ-=-A I214A I =-412πϕϕ=-854.08cos 24cos 22≈==ππI Ip3.解：∵d n d nd )1(-=-=δ)22(πδλπϕ⋅==∆j而：λδj =∴cmmnjd46710610615.110651---⨯=⨯=-⨯⨯=-=λ4. 解:cm dry125.010500002.05080=⨯⨯==∆-λ23221222:943.023221221222212122121minmaxminmax21212=+=+=≈=+=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛=+-==∴==III IVorAAAAIIIIVAAIIAI5. 解:λθsin2rlry+=∆()'18122.00035.0sin0035.01070001.0202180202sin=≈==⨯⨯⨯⨯+=∆+=∴--oyrlrθλθ6.解:(1)mmmm d r y 19.01875.0105002215007≈=⨯⨯⨯==∆-λ [利用2,220λδπδλπϕ-=⋅==∆y r d j 亦可导出同样结果。

] （2）图条）(1219.029.2)(29.216.145.3)(45.355.02)4.055.0()()()(16.195.01.14.055.0255.012212211≈=∆∆=∆=-=-=∆=∴≈⨯+=⋅+=+=≈=+⨯=+⋅==y l N mm p p p p l p p mm A a B C tg B C p p mm C A a B Btg p p θθ即：离屏中央1.16mm 的上方的2.29mm 范围内，可见12条暗纹。

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