物理光學(哈爾濱工業大學提供的慕課)

課程性質

課程定位

物理光學課程是哈爾濱工業大學航天學院電子科學與技術和光學工程專業的一門專業必修基礎課，是電子科學與技術、光學工程和儀器科學與技術等學科的考研專業基礎課，具有承前啟後的作用，是後續學習與科研基礎。

適應專業

電子科學與技術、光學工程和儀器科學與技術等專業。

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次開課	2016年4月25日-2016年7月8日	哈斯烏力吉	3-5小時每周	3406人
第2次開課	2016年9月12日-2016年11月30日		4-6小時每周	2820人
第3次開課	2017年3月20日-2017年6月26日		5小時每周	3437人
第4次開課	2017年9月1日-2017年11月24日		3-5小時每周	5540人
第5次開課	2018年3月20日-2018年7月23日		4小時每周	4504人
第6次開課	2018年9月10日-2019年1月10日		4-6小時每周	5997人
第7次開課	2019年3月18日-2019年7月15日		4小時每周	4335人
第8次開課	2019年9月16日-2019年12月26日			6112人
第9次開課	2020年3月24日-2020年7月24日			5362人
第10次開課	2020年9月7日-2021年1月15日			3699人
第11次開課	2021年3月29日-2021年7月19日			待定

（註：表格內容參考資料）

課程簡介

物理光學課程的前半部分討論光的傳播，以經典光學為主線，以光的電磁理論為基礎，著重講授光在各向同性介質、各向異性介質中的傳播規律以及光的干涉、衍射、偏振特性等。後半部分討論光與物質的相互作用，包括晶體的感應雙折射，光的吸收、色散和散射等。該課程引入現代光學的有關新概念和前沿課題，如雷射原理，傅立葉光學基礎等；把物理光學從課堂擴展到網路，讓網路輔助課堂，展現物理光學奧秘。

課程大綱

該課程自第5次開課課程大綱進行調整，每章末增加了內容總結、典型例題、作業題及單元檢測內容。

第一章光在各向同性介質中的傳播特性

1.1.1 光波與電子波麥克斯韋電磁方程

1.1.2 幾種特殊形式的光波

1.1.3 光波場的時域頻率譜

1.1.4 相速度和群速度

1.1.5 光波場的空間頻率和空間頻率譜

1.1.6 光波的橫波性、偏振態及其表示

1.2.1 反射定律、折射定律

1.2.2 菲涅耳公式

1.2.3 反射率和透射率

1.2.4 反射率和折射率的相位特性

1.2.5 反射和折射的偏振特性

1.2.6 全反射

第一章內容總結

第一章典型例題

第一章作業題

第一章作業題參考答案

第一章單元測驗

第二章光的干涉

2.1.1 產生干涉的條件

2.1.2.1 楊氏干涉

2.1.2.2 等傾干涉

2.1.2.3 等厚干涉

2.2 平行平板多光束光干涉

2.3 光學薄膜

2.4.1 麥可遜干涉儀

2.4.2 法布里—珀羅干涉儀

2.4.3 干涉濾光片

2.5.1 光的相干性

2.5.2 干涉的定域性

第二章內容總結

第二章典型例題

第二章作業題

第二章作業題參考答案

第二章單元測驗

第三章光的衍射

3.1.1 光的衍射現象及惠更斯-菲涅耳原理

3.1.2 基爾霍夫衍射公式

3.1.3 基爾霍夫衍射公式的近似

3.2.1 夫朗和費矩形孔衍射

3.2.2 夫朗和費圓孔衍射

3.2.3 光學成像系統的分辨本領

3.2.4 夫朗和費單縫衍射

3.2.5 夫朗和費多縫衍射

3.2.6 巴俾涅原理

3.3.1 菲涅耳波帶法

3.3.2 菲涅耳圓孔衍射及波帶片

3.4.1 衍射光柵

3.4.2 閃耀光柵

3.4.3 光譜儀

第三章內容總結

第三章典型例題

第三章作業題

第三章作業題參考答案

第三章單元測驗

第四章光在各向異性介質中的傳播特性

4.1 晶體的光學各向異性

4.2.1.1 單色平面光波在在晶體中傳播特性

4.2.1.2 光波在晶體中傳播特性的描述

4.2.1.3 光在幾種特殊晶體中的傳播規律

4.2.1.4 離散角

4.2.2.1 折射率橢球

4.2.2.2 套用折射率橢球討論晶體的光學性質

4.2.2.3 其它三種作幾何圖法

4.3 平面光波在晶體界面上的反射和折射

4.4.1 偏振器

4.4.2 波片和補償器

4.5 晶體的偏光干涉

第四章內容總結

第四章典型例題

第四章作業題

第四章作業題參考答案

第四章單元測驗

第五章晶體的感應雙折射

5.1.1 電光效應的描述

5.1.2 KDP晶體的線性電光效應

5.2 法拉第效應

第五章內容總結及典型例題

第五章作業題

第五章作業題參考答案

第五章單元測驗

第六章光的吸收、色散和散射

6.1 光與介質相互作用的經典理論

6.2 光的吸收

6.3 光的色散

6.4 光的散射

第六章內容總結及典型例題

第六章作業題

第六章作業題參考答案

第六章單元測驗

（註：課程大綱排版從左到右列）

課前預備

預備知識

學習該課程應具備一定數學基礎，“高等數學”以及“大學物理”光學部分的學習對該門課程的學習具有一定的幫助，但不是必須要求。

學習資料

書名	類別	作者	出版社	出版時間
《物理光學與套用光學（第三版）》	教材	石順祥	西安電子科技大學出版社	2014年11月
《物理光學與套用光學學習指導書（第三版）》	參考書	石順祥	西安電子科技大學出版社	2014年11月
《物理光學（第三版）》		梁銓廷	電子工業出版社	2008年4月
《物理光學學習指導與解題（第二版）》		劉翠紅	電子工業出版社	2013年2月

（註：表格內容參考資料）

授課目標

不僅讓學生深入掌握物理光學的核心內容，而且學到獲取知識的方法，提高分析問題、解決問題的能力，重點培養學生的科學素質和創新能力。

所獲榮譽

該課程2010年被評為國家精品課程；2013年被評為國家精品資源共享課程；2019年1月8日獲“國家精品線上開放課程”稱號。