1、XX課程教學(xué)大綱PAGE 2PAGE 11附件一：理論課程（含實(shí)驗(yàn)理論課程）教學(xué)大綱基本格式應(yīng)用光學(xué)課程教學(xué)大綱課程名稱：應(yīng)用光學(xué)課程編碼：0230021英文名稱：Applied Optics學(xué) 時(shí)：64其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16學(xué) 分：3.5開課學(xué)期：第五學(xué)期適用專業(yè)：光電信息工程 測控技術(shù)與儀器 信息對抗技術(shù) 探測制導(dǎo)與控制工程課程類別：必修課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：高等數(shù)學(xué) 教 材：工程光學(xué) 天津大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社一、課程性質(zhì)及任務(wù)本課程主要探討的是幾何光學(xué)的基本知識，研究的是光的傳播和成像規(guī)律，典型光學(xué)系統(tǒng)的工作原理、光學(xué)特性，像差理論的部分內(nèi)容。它是儀器科學(xué)與技術(shù)、光電信息工程等專業(yè)的

2、必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠?yàn)槠渌鈱W(xué)后續(xù)課程，諸如：光學(xué)測量、光學(xué)設(shè)計(jì)等打下良好的基礎(chǔ)，也為學(xué)生更好的掌握光學(xué)總體設(shè)計(jì)方法、從事簡單的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起到非常重要的作用，通過本課程的學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生具有在生產(chǎn)及科研實(shí)踐中理解、分析及解決問題的能力。二、課程的教學(xué)要求（一）幾何光學(xué)基本定律與成像概念 9學(xué)時(shí)1幾何光學(xué)的基本定律掌握：(1)光波與光線的概念，(2)幾何光學(xué)基本定律,(3)費(fèi)馬原理,(4)馬呂斯定律；理解：光的根本屬性及其傳播規(guī)律現(xiàn)象等；了解：了解全反射的特點(diǎn)，并能夠利用全反射的特點(diǎn)及規(guī)律解釋一些常見的現(xiàn)象。2成像的基本概念與完善成像條件掌握：(1)光學(xué)系統(tǒng)與成像的概念，

3、(2)完善成像的條件,(3)物像的虛實(shí)；了解：完善成像的定義與條件。3光學(xué)計(jì)算與近軸光學(xué)系統(tǒng)掌握： (1)基本概念與符號規(guī)則，(2)實(shí)際光線的光路計(jì)算,(3)近軸光線的光路計(jì)算。理解：實(shí)際光線與近軸光線在光路計(jì)算中的區(qū)別及結(jié)果的差異。了解：符號規(guī)則對所涉及的光學(xué)系統(tǒng)的作用；4球面光學(xué)成像系統(tǒng)掌握：(1)單個(gè)折射面成像，(2)球面反射鏡成像，(3)共軸球面系統(tǒng)。理解：(1)垂軸放大率、軸向放大率及角放大率之間的區(qū)別與聯(lián)系，(2)折射面成像與反射面成像之間的聯(lián)系。了解：如何能夠利用相應(yīng)的公式計(jì)算光學(xué)系統(tǒng)的物像位置關(guān)系及放大率。（二）理想光學(xué)系統(tǒng) 7學(xué)時(shí)1理想光學(xué)系統(tǒng)與共線成像理論掌握：理想光學(xué)系統(tǒng)

4、與共線成像理論的基本概念。了角：理想光學(xué)系統(tǒng)與共線成像理論之間的關(guān)系。2理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)與基面掌握：(1)焦點(diǎn)與焦面，(2)主點(diǎn)與主面，(3)物方焦距、像方焦距及二者之間的關(guān)系，(4)節(jié)點(diǎn)。理解：理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)與基面的特性。3理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系掌握：(1)圖解法求像，(2)解析法求像，(3)由多個(gè)光組組成的理想光學(xué)系統(tǒng)的成像。理解：牛頓公式及高斯公式的意義及應(yīng)用。了解：(1)如何能夠利用圖解法求解理想光學(xué)系統(tǒng)的物像位置關(guān)系及放大率，(2)如何能夠利用計(jì)算法求解理想光學(xué)系統(tǒng)的物像位置關(guān)系及放大率；4理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率掌握：(1)軸向放大率，(2)角放大率，(3)用平行光管測定焦距的依

5、據(jù)。理解：用平行光管測定焦距的原理方法。5理想光學(xué)系統(tǒng)的組合掌握：(1)二個(gè)光組的組合分析，(2)多個(gè)光組的組合計(jì)算，理解：光組組合的計(jì)算方法。了解：如何能夠利用組合公式進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)計(jì)算。6透鏡掌握：(1)透鏡的定義及分類，(2)透鏡的焦距計(jì)算公式，了解 計(jì)算透鏡的焦距與光焦度的方法（三）平面與平面系統(tǒng) 6學(xué)時(shí)1平面鏡成像掌握：(1)平面鏡成像，(2)平面鏡旋轉(zhuǎn)，(3)雙平面鏡成像；理解：(1)平面反射鏡的成像特性,(2)光學(xué)杠桿的原理。2平行平板掌握：(1)平行平板的成像特性，(2)平行平板的等效光學(xué)系統(tǒng)，理解：平行平板的等效作用； 3反射棱鏡掌握：(1)反射棱鏡的類型, (2)棱鏡系統(tǒng)的

6、成像方向判斷,(3)反射棱鏡的等效作用與展開。理解：棱鏡系統(tǒng)的坐標(biāo)判斷原則與展開的方法。了解：能夠利用坐標(biāo)判斷原則進(jìn)行某一復(fù)雜系統(tǒng)的像坐標(biāo)判斷。4折射棱鏡與光楔掌握：(1)折射棱鏡的偏轉(zhuǎn)，(2)光楔及其應(yīng)用；理解：偏向角及最小偏向角的定義。5光學(xué)材料掌握：透射材料的光學(xué)特性。 （四）光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制 6學(xué)時(shí)1光闌的定義和分類掌握：(1)光闌定義，(2)光闌種類，理解光闌在光學(xué)系統(tǒng)中的作用與意義。2孔徑光闌掌握：(1)入瞳及出瞳的定義，(2)主光線及相對孔徑，理解：入瞳及出瞳的判斷方法了解如何能夠根據(jù)所學(xué)的知識判斷光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌。3視場光闌與漸暈掌握：(1)視場度量的二種方法，(2)入射

7、窗及出射窗，(3)漸暈。理解：(1)入射窗及出射窗的定義及判斷方法，(2)漸暈的意義及計(jì)算。4典型系統(tǒng)的光束限制掌握：（1）望遠(yuǎn)系統(tǒng)中的光束限制（2）顯微系統(tǒng)中的光束限制（3）照相系統(tǒng)中的光束限制理解： 系統(tǒng)中孔徑光闌、視場光闌的判斷方法。5光學(xué)系統(tǒng)的景深及遠(yuǎn)心光路掌握：(1)景深的概念，(2)景深的公式及兩種不同情況的景深。（3）遠(yuǎn)心光路的定義及作用理解：產(chǎn)生景深的原因及計(jì)算方法。（五）光度學(xué) 4學(xué)時(shí)1輻射量和光學(xué)量及其單位掌握：(1)各種輻射量的定義及公式(2)各種光學(xué)量的定義及公式。理解：各光學(xué)量之間的關(guān)系。2光傳播過程中光學(xué)量的變化規(guī)律掌握：(1)點(diǎn)光源在與之相距為r的表面上形成的照度

8、，(2)面光源在與之相距為r的表面上形成的照度，(3)單一介質(zhì)元光管內(nèi)光亮度的傳遞，(4)反射及折射后的光亮度，(5)余弦輻射體。理解：被照明表面的光照度的計(jì)算方法。了解各光學(xué)量在同一介質(zhì)中的傳播規(guī)律。3成像系統(tǒng)像面的光照度掌握：(1)軸上像點(diǎn)的光照度，(2)軸外像點(diǎn)的光照度，(3)光學(xué)系統(tǒng)的光能損失。了解：引起光學(xué)系統(tǒng)光能損失的原因及光能損失的計(jì)算。（六）光線的光路計(jì)算及像差理論 6學(xué)時(shí)1概述掌握：(1)基本概念，(2)像差計(jì)算的譜線選擇。理解像差產(chǎn)生的原因。2光線的光路計(jì)算掌握：(1)了午面內(nèi)的光線光路計(jì)算，(2)沿軸外點(diǎn)主光線細(xì)光束的光路計(jì)算，了解：光學(xué)系統(tǒng)中光路計(jì)算的作用和計(jì)算的方法。

9、3軸上點(diǎn)球差掌握：(1)球差的定義及表示方法，(2)球差的校正，理解：球差校正的方法及計(jì)算。4正弦差和慧差掌握：(1)彗差，(2)正弦差。理解：此兩種像差對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響及相應(yīng)的校正方法。5場曲、像散和畸變掌握：(1)像散，(2)場曲。(2)畸變。理解：此三種像差對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響及相應(yīng)的校正方法。6色差掌握：(1)位置色差(2) 倍率色差。理解：(1)此兩種像差對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響及相應(yīng)的校正方法。了解色差產(chǎn)生的原因。7光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評價(jià)與像差公差掌握：瑞利判斷斯托列爾準(zhǔn)則分辨率法點(diǎn)列圖法光學(xué)傳遞函數(shù)望遠(yuǎn)物鏡和顯微物鏡的像差公差了解： 光學(xué)系統(tǒng)的各種像質(zhì)評價(jià)方法及其之間的關(guān)系（七）典型光學(xué)系統(tǒng)及現(xiàn)

10、代光學(xué)系統(tǒng) 10學(xué)時(shí)1眼睛及其光學(xué)系統(tǒng)掌握：(1)眼睛的結(jié)構(gòu)，(2)眼睛的調(diào)節(jié)及校正(3)眼睛的分辨率(4)眼睛的對準(zhǔn)精度， (5)雙目立體視覺。理解：眼睛的成像特性與系統(tǒng)之間的關(guān)系。2放大鏡掌握：(1)視覺放大率，(2)光束限制及線視場，了解：視覺放大率的計(jì)算方法。3顯微鏡系統(tǒng)掌握：(1)顯微鏡系統(tǒng)的視放大率，(2)顯微鏡的線視場出、出瞳直徑及分辨率，(3)顯微鏡的照明方式及物鏡。理解：(1)顯微鏡系統(tǒng)的原理光路，(2)顯微鏡系統(tǒng)相應(yīng)的公式及計(jì)算。4望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)掌握：(1)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視放大率，(2)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的分辨率及工作放大率，(3)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視場。理解：(1)望遠(yuǎn)系統(tǒng)的原理光路，(2)望遠(yuǎn)系

11、統(tǒng)相應(yīng)的公式及計(jì)算。5目鏡掌握：(1)目鏡的成像特性，(2)目鏡的種類。了解：常見目鏡的系統(tǒng)構(gòu)成及成像特性6攝影系統(tǒng)掌握：攝影系統(tǒng)的基本構(gòu)成原理及相關(guān)公式，理解：攝影系統(tǒng)的分辨率定義及公式7投影系統(tǒng)掌握：投影系統(tǒng)的基本構(gòu)成原理及相關(guān)公式，理解：投影系統(tǒng)的分辨率定義及公式課程的重點(diǎn)是第二章、第三章、第六章、第七章，此四章作為重點(diǎn)講解，第一章、第四章、第五章作為一般講解。難點(diǎn)是第二、四、六、七章。要求學(xué)生不但能夠?qū)λ婕昂椭v解的內(nèi)容有著很好的理解，同時(shí)也能夠?qū)σ恍?shí)際的光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行一定深度和廣度的分析解釋，并能夠進(jìn)行一些簡單的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。三、課程學(xué)時(shí)分配課程內(nèi)容學(xué)時(shí)分配一覽表：章節(jié)（或內(nèi)容）學(xué)

12、時(shí)理論實(shí)驗(yàn)合計(jì)幾何光學(xué)基本定律及成像的概念9110理想光學(xué)系統(tǒng)7 29平面及平面系統(tǒng)66光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制628光度學(xué)基礎(chǔ)415光線的光路計(jì)算及像差理論628典型光學(xué)系統(tǒng)10818合計(jì)481664四、課程的實(shí)驗(yàn)要求與內(nèi)容序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)（16學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一透鏡焦距的測定2學(xué)時(shí)綜合型實(shí)驗(yàn)二望遠(yuǎn)系統(tǒng)特性參數(shù)的測量2學(xué)時(shí)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)三顯微系統(tǒng)特性參數(shù)的測量2學(xué)時(shí)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)四幾何像差的現(xiàn)象及其規(guī)律2學(xué)時(shí)綜合型實(shí)驗(yàn)五立體判釋儀2學(xué)時(shí)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)六自組望遠(yuǎn)鏡實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)七自組顯微鏡實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)（選作）設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)八驗(yàn)證透鏡成像及光線傳播規(guī)律的實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)九色度學(xué)實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)（選作）基

13、礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)十激光光學(xué)系統(tǒng)2學(xué)時(shí)（選作）演示型實(shí)驗(yàn)十一傅里葉光學(xué)系統(tǒng)2學(xué)時(shí)（選作）演示型注：項(xiàng)目性質(zhì)：演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新項(xiàng)目要求：必做、選做選做實(shí)驗(yàn)四選一五、考核與成績評定1、考核方式：閉卷2、考核標(biāo)準(zhǔn)與比例：滿分100分，其中卷面80分，平時(shí)20分，平時(shí)成績中實(shí)驗(yàn)5分，出勤等15分。注：實(shí)驗(yàn)考核成績達(dá)不到60%，不允許參加理論考試。六、主要教材、參考書談恒英，郁道銀，工程光學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2010王文生，劉冬梅，向陽，劉智穎，苗華，華中科技大學(xué)出版社，2011M.玻恩，E.沃耳夫.光學(xué)原理.楊葭蓀等譯.北京：科學(xué)出版社，1978 梁銓廷.物理光學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 鐘

14、錫華，趙凱華.光學(xué).北京：北京大學(xué)出版社，1984 麥偉麟.光學(xué)傳遞函數(shù)及其數(shù)理基礎(chǔ).北京:國防工業(yè)出版社,1979 喻濤.應(yīng)用光學(xué).北京:科學(xué)出版社.1966 王之江.光學(xué)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ).北京:科學(xué)出版社,1965 張以漠.應(yīng)用光學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1988 袁旭滄.應(yīng)用光學(xué).北京:國防工業(yè)出版社,1988 郁道銀,談恒英.工程光學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999 王志堅(jiān)等.反射棱鏡(GB7660-87) .北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1988 張國順光纖傳感技術(shù)北京：水利電力出版社1988 李澤民光纖通信北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社1992 華家寧現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)及應(yīng)用南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社199

15、4 陳軍現(xiàn)代光學(xué)及技術(shù)杭州：浙江大學(xué)出版社1996 蘇顯渝信息光學(xué)成都：四川大學(xué)出版社1995 胡鴻章應(yīng)用光學(xué)原理北京：機(jī)械工業(yè)出版社1993 王成彥譯光學(xué)解題指導(dǎo)北京：北京大學(xué)出版社 李士賢應(yīng)用光學(xué)北京：北京理工大學(xué)出版社 趙景員光學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)遼寧教育出版社 日內(nèi)順平光學(xué)概論北京朝倉書社1987 王志堅(jiān)光學(xué)工程基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2004 鐘錫華現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)北京：北京大學(xué)出版社2003 鮑培諦光學(xué)問題300例四川：四川科學(xué)技術(shù)出版社2004 A.N.杜德羅夫斯基著,王之江,王寶龍,母國光,秦汝虎,康泉,項(xiàng)敏達(dá)譯.光學(xué)儀器理論 第二卷.北京:科學(xué)出版社.1963 光學(xué)儀器設(shè)計(jì)手冊編輯組.光學(xué)儀器設(shè)計(jì)手冊(上、下冊).國防工業(yè)出版社.1971 王之江主編,陳杏蒲,陸漢民,顧培森副主編.光學(xué)