大学物理A:光学(物理学2023级)
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{{$t('开课时间')}}: 2024/08/26 - 2025/02/16
{{$t('开课学期')}}: 2024学年秋季
{{$t('开课学院')}}: 物理与天文学院
{{$t('开课平台')}}: 云大学堂

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课程介绍

《光学》是大学物理学的一个重要组成部分,是研究光的本性、光的传播和光与物质相互作用的基础学科,它和原子物理、电动力学、量子力学等后继课有密切的关系。激光的出现和发展,使光学的研究进入到一个崭新的阶段。它与现代科学技术有密切联系。通过本课程的学习,使学生掌握有关光的传播及其本性,包括干涉、衍射、偏振、光的量子性、傅立叶光学等基本现象、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。

章节
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教学目标

光的传播规律的知识、能力、思政目标

知识目标:掌握费马原理,了解惠更斯原理,了解 “波粒二象性”和中华传统文化“太极阴阳两面性”中包含的“对立统一”思想有相通之处;能力目标:能将费马原理应用于几何光学基本定律的证明,能将惠更斯原理用于定性的确定光线传播方向;思政目标:树立辩证唯物主义的哲学思维看待自然科学问题,弘扬中华文化精髓,增加文化自信。

几何光学成像和光学仪器的知识、能力、思政目标

知识目标:掌握符号法则,掌握利用费马原理推导单球面反射及折射成像公式的过程。掌握单球面反射及折射成像公式以及薄透镜成像公式的应用;能力目标:能够灵活应用逐次成像法对成像过程进行计算,能够对像的性质进行判断,掌握理想光具组的成像作图法;思政目标:光学仪器结合中国“天眼”和南仁东的事迹,激发学生的爱国热情,阐述什么是社会主义核心价值观以及崇高的职业道德。

光的干涉知识、能力、思政目标

知识目标:理解光程差的概念。理解双光束干涉时,光强及干涉条纹的分布特征。了解时间相干性和空间相干性的概念;能力目标:掌握等倾干涉和等厚干涉的干涉条件、条纹特征及其应用。掌握迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的原理及其应用。能够结合法布里-珀罗干涉仪进行多光束干涉光强分布的推导和分析;思政目标:树立辩证唯物主义的科学思维,坚定为祖国科技事业的发展而贡献的理想信念,牢记为我国科技腾飞奉献的社会责任。

光的衍射知识、能力、思政目标

知识目标:掌握菲涅耳半波带法,掌握用解析法推导夫琅禾费单缝衍射和光栅衍射光强分布公式的过程。掌握夫琅禾费单缝衍射的条纹分布规律。了解闪耀光栅;能力目标:能运用菲涅耳半波带法分析菲涅耳圆孔、圆屏衍射以及直边衍射。能够运用振幅矢量合成图分析菲涅耳衍射。熟练掌握平面衍射光栅的光栅方程、缺级条件以及它们的应用;思政目标:树立辩证唯物主义的科学思维,坚定为祖国科技事业的发展而贡献的理想信念,牢记为我国科技腾飞奉献的社会责任。

光的偏振知识、能力、思政目标

知识目标:掌握自然光、部分偏振光、平面偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光的概念及其检测方法。掌握布儒斯特定律和马吕斯定律;能力目标:理解双折射现象,掌握用惠更斯作图法解释光在单轴晶体中传播规律的方法。掌握波片的概念和应用;思政目标:树立辩证唯物主义的科学思维,坚定为祖国科技事业的发展而贡献的理想信念,牢记为我国科技腾飞奉献的社会责任。

光与物质的相互作用 光的量子性知识、能力、思政目标

知识目标:了解光的吸收、散射和色散。了解光电效应和康普顿效应;思政目标:光的量子性部分结合“墨子”号量子通信卫星,引导学生学习墨子的科学匠人精神,培养中华文化自信。

课程思政

思政融合点1

选取章节:第 1 章 第 1.2 节

思政结合点:文化传承

思政融合点2

选取章节:第 2 章 第 2.7 节

思政结合点:职业道德,家国情怀,社会主义核心价值观

思政融合点3

选取章节:第 7 章 第 7.5 节

思政结合点:文化传承,家国情怀

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