《大學物理-光學·近代物理》是武漢大學提供的慕課課程，授課老師是沈黃晉、黃慧明、郝中華。
基本介紹
- 中文名：大學物理-光學·近代物理
- 提供院校：武漢大學
- 類別：慕課
- 授課老師：沈黃晉、黃慧明、郝中華
課程大綱,參考教材,
課程大綱
01
第1單元 幾何光學（對應教材第16章）
1、理解物和像的概念及物像之間的共軛關係；2、熟練掌握單球面折射公式及其套用，能解決共軸球面系統的成像問題；3、熟練掌握薄透鏡的成像規律、高斯公式及其套用，能解決透鏡組的成像問題；4、了解眼睛的光學結構及其屈光系統，掌握屈光不正的矯正方法；5、了解常用光學儀器的基本原理及套用中的有關問題。
課時
§16.1 幾何光學基本定律
§16.2 單球面折射和共軸球面系統
§16.3 透鏡成像
§16.4 人眼的光學系統
§16.5 幾種常見的光學儀器
02
第2單元 光的干涉（對應教材第17章）
1、了解光的相干性，光源的相干條件、獲得相干光的兩種方法，理解雙光速干涉的基本理論，光強分布公式，熟練掌握干涉加強和減弱的條件。2、理解光程、光程差的概念，熟練掌握光程、光程差的計算方法以及光程差與相位差的關係。3、以楊氏雙縫干涉為例，熟練掌握分波陣面法干涉中條紋的分布特點、條紋間距、光程差和明暗條紋中心位置的計算方法。4、掌握薄膜干涉中光程差的計算公式，會正確判斷因半波損失產生的附加光程差；理解等傾干涉條紋產生的原因和條紋特徵，熟練掌握薄膜干涉在增反膜、增透膜中的實際套用。5、熟練掌握等厚干涉（劈尖干涉、牛頓環）的干涉原理、條紋特徵及其在精密測量中的實際套用。6、理解邁克耳孫干涉儀的光路結構和工作原理，了解其在現代精密測量中的套用。
課時
§17.1 光的相干性
§17.2 分波陣面法干涉
§17.3 分振幅法干涉
§17.4 麥可孫干涉儀
03
第3單元 光的衍射（對應教材第18章）
1、理解惠更斯－菲涅耳原理及其在研究光的衍射現象中的作用；2、了解菲涅爾衍射與夫琅禾費衍射的主要區別，掌握夫琅禾費衍射的基本規律；3、熟練掌握用菲涅爾半波帶法分析單縫的夫琅禾費衍射，掌握單縫衍射圖樣的特徵和規律；4、理解圓孔衍射的規律，理解瑞利判據，理解衍射現象對光學儀器分辨本領的影響；5、理解光柵衍射條紋的成因和特點，熟練掌握光柵方程的套用，理解缺級現象和光柵光譜；6、了解X射線的衍射，了解布拉格公式測量在晶體的晶格常數和X射線波長方面的套用。
課時
§18.1 惠更斯-菲涅爾原理
§18.2 單縫的夫琅禾費衍射
§18.3 圓孔衍射 光學儀器的分辨本領
§18.4 光柵衍射
§18.5 X射線的衍射
04
第四單元 光的偏振（對應教材第19章）
1、理解自然光和偏振光的概念；2、掌握用偏振片、反射和折射規律進行起偏和檢偏的方法，熟練掌握馬呂斯定律和布儒斯特定律及其套用。3、理解雙折射現象，理解o光和e光的偏振特性，理解晶體光軸、主截面和主平面的概念，了解o光和e光在單軸晶體內的傳播規律。4、了解波片概念，了解橢圓偏振光和圓偏振光的獲得與鑑別方法。5、了解偏振光的干涉，了解人為雙折射現象及其套用。
課時
§19.1 光的偏振狀態
§19.2 起偏與檢偏 馬呂斯定律
§19.3 反射與折射光的偏振 布儒斯特定律
*§19.4 雙折射
05
第五單元 狹義相對論（對應教材第20章）
1. 理解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本假設；2. 熟練掌握洛倫茲時空坐標變換關係，能熟練地運用洛倫茲變換關係進行分析計算；3. 理解洛倫茲速度變換關係式，並能具體套用；4. 熟練掌握 “長度收縮”、“時間膨脹”、“同時的相對性”等狹義相對論時空觀的主要內容，理解經典時空觀和狹義相對論時空觀的本質區別和內在聯繫；5. 熟練掌握質速關係、質能關係、相對論動能表達式及其套用；6. 理解相對論動力學的基本方程，能量與動量的三角關係及其套用。
課時
20.1 伽利略變換 絕對時空觀 力學的相對性原理
20.2 麥可孫-莫雷實驗 以太論的破產
20.3 狹義相對論的兩個基本原理 洛倫茲變換
20.4 狹義相對論時空觀
23.5 狹義相對論動力學
06
第六單元 早期量子論（對應教材第21章）
1、理解黑體輻射的實驗規律，理解普朗克能量子假設，會用斯特藩-玻耳茲曼定律和維恩位移定律進行簡單計算；2、理解光電效應和康普頓效應的實驗規律，理解愛因斯坦的光子假設及其對光電效應、康普頓效應的解釋，熟練掌握用光電效應方程和康普頓效應中的波長偏移公式求解相關問題；3、理解氫原子光譜的實驗規律及玻爾的氫原子理論，熟練掌握用里德伯公式和頻率條件求解相關問題，了解玻爾理論的意義及局限性；4、了解弗蘭克-赫茲實驗。
課時
21.1 黑體輻射
21.2 光電效應
21.3 康普頓效應
21.4 氫原子的光譜規律
21.5 波爾的氫原子理論
07
第七單元 量子力學基礎（對應教材第22章）
1、理解德波羅意的物質波假設及其實驗驗證，熟練掌握用德波羅意關係式計算微觀粒子的物質波波長；2、理解（位置與動量、能量與時間）不確定關係的物理意義，會用不確定關係式進行有關計算；3、正確理解波函式及其統計解釋，理解微觀粒子的波粒二象性，會利用波函式的統計解釋和滿足的條件進行相關計算；4、理解薛丁格方程是描述微觀粒子運動狀態的波函式所必須滿足的動力學基本方程，是量子力學的基本假設之一；5、理解定態薛丁格方程在一維無限深勢阱、一維勢壘、一維線性諧振子中的套用。了解隧道效應及其套用。
課時
22.1 德布羅意波 微觀粒子的波粒二象性
22.2 不確定關係
22.3 波函式 薛丁格方程
22.4 一維定態薛丁格方程的套用
08
第八單元 原子與固體的量子理論（對應教材第23章）
1、了解氫原子的量子力學處理方法（過程），理解量子力學的處理結果（能量、角動量及其空間取向的量子化規律，電子的機率密度分布）。2、理解電子自旋，了解斯特恩—格拉赫實驗，初步了解簡單塞曼效應和反常塞曼效應。3、理解描述原子中電子運動狀態的四個量子數及其物理意義。4、理解多電子原子的殼層結構，以及電子按殼層分布的規則，理解泡利不相容原理、能量最小原理。5、了解固體能帶的形成及結構，了解滿帶、 導帶、價帶和禁帶等概念及能帶的導電性。6、了解導體、半導體和絕緣體的能帶特徵，了解本徵半導體、n型半導體、p型半導體的導電機理，了解pn結的單嚮導電性。7、了解雷射的發光原理（受激輻射、受激吸收、自發輻射，粒子數布居反轉），了解雷射器的基本結構、掌握雷射的主要特點。
課時
23.1 氫原子的量子力學理論
23.2 電子自旋
23.3 多電子原子的殼層結構
23.4 固體的能帶理論 導體、絕緣體和半導體
23.5 雷射
參考教材
主教材
《大學物理學》上、下冊（第二版） 沈黃晉主編 高等教育出版社
參考資料
1、《大學物理學習指導書》 沈黃晉主編 高等教育出版社
2、《大學物理學習題解答》（電子書）沈黃晉主編 高等教育出版社
3、《大學物理學》（第五版）王少傑 顧牡 王祖源 高等教育出版社2017年
4、 《物理學》 （第六版）馬文蔚等 高等教育出版社
