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1-1绪论 波的叠加(1-1)
物 物 理 系 教 案 按教学单元撰写,一般一次独立教学内容(2 节课)为一个单元 周 次 第 周, 第 次课 备 注 章 节 名 称 绪论 第一章 光的干涉 本 次内 容 绪论 1.1-1.3 光的电磁理论 由单色波叠加所形成的干涉花样 授 课 方 式 理论课 教 学 目 的 及 要 求 了解光学的学习内容和学习方法; 了解光学的发展过程和特点。
了解光的电磁理论,理解光波的独立性、叠加性和相干性。 掌握光程、光程差和位相差以及相干条件,理解光波的干涉现象及相干光源。
教 学 重 点 与 难 点 重点: 波的相干性,。 难点:
光程、光程差和位相差以及相干条件。
课 堂 讨 论 光程与路程的区别 外 语 要 求 本章专业英语术语 讲解 教 学 手 段 讲解、自学、练习与多媒体结合 教学内容及课外训练(作业) 绪论 一、光学的研究内容和方法 1 研究内容: 光的发射、传播和接收等规律,光和其它物质的相互作用(如光的吸收、散射和色散,光的机械作用和光的热、电、化学和生理效应等),光的本性问题以及光在生产和社会生活中的应用。 分为几何光学、波动光学、量子光学和现代光学四大部分 2 研
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究方法:
实验假说理论实验 在观察和实验的基础上,对物理现象进行分析、抽象与综合,提出假说,形成理论,并不断反复经受实践的检验。
二、光学的学习方法 1、光学的学习相对较容易,不需很深的数学,自成体系。
2、光学是当今热门学科,具有很强的发展潜力。
4、习题易做 三、光学发展简史 光学的发展大致可以分为下列五个时期:
1 、萌芽时期(公元前 400 年~16 世纪初) ①墨翟(公元前 468~376 年),《墨经》,光的直线传播(影的形成和针孔成象等)和光在镜面(凹面和凸面)上的反射等现象。
②希腊数学家欧几里德(公元前 330~275 年)所著的《光学》一书中,研究了平面镜成象问题,指出反射角等于入射角的反射定律,但他却同时提出了将光当作类似触须的投射学说。
③克莱门德(公元 50 年)和托勒密(公元 90~168 年)研究了光的折射现象,最早测定了光通过两种介质分界面时的入射角和折射角。
④罗马哲学家塞涅卡(公元前 3 年~公元 65 年)指出充满水的玻璃泡具有放大性能。
⑤从阿拉伯的巴斯拉来到埃及的学者阿尔哈曾(公元 965~1038 年)反对欧几里德和托勒密关于眼睛发出光线才能观察物体的学说,
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认为光线来自所观察的物体,而光是以球面形式从光源发出的;反射线和入射线共面且入射面垂直于界面;他研究过球面镜和抛物面镜,并详细描述了人眼的构造;他首先发明了凸透镜,并对凸透镜进行了实验研究,所得的结果接近于近代关于凸透镜的理论。
⑥公元十一世纪,我国宋朝的沈括(1031~1095 年)在《梦溪笔谈》中记载了极为丰富的几何光学知识,他不仅总结了前人研究的成果,而且对凹面镜、凸面镜的成象规律,测定凹面镜焦点的原理以及虹的成因等方面都又创造性的阐述。
⑦培根(公元 1214~1294 年)提出用透镜矫正视力和采用透镜组构成望远镜的可能性,并描述过透镜焦点的位置。 ⑧阿拉蒂(公元 1299 年)发明了眼镜。
⑨波特(公元 1535~1615 年)研究了成象暗箱,并在 1589 年的论文《自然的魔法》中讨论了复合面镜以及凸透镜和凸透镜的组合。 ⑩综上所述,到十五世纪末和十六世纪初,凹面镜、凸面镜、眼镜、透镜以及暗箱和幻灯等光学元件已经相继出现。
2 、几何光学时期(16 世纪初~17 世纪中叶) 这一时期可以称为光学发展史上的转折点。
在这时期建立了光的反射定律和折射定律,奠定了几何光学的基础。
第一架望远镜的诞生促进了天文学和航海事业的发展,显微镜的发明使生物学的研究有了强有力的工具。
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