《应用光学》课程教学大纲

1、应用光学Applied optics一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分： 3 学分课程总学时：3 学时（讲课： 48 学时）课程性质：必修开课学期：第5学期先修课程：高等数学适用专业：光电信息科学与工程教材：工程光学基础教程，机械工业出版社，编者：郁道银，出版年份：2007.4。开课院系：物理与光电工程学院二、课程的教学目标和任务应用光学是光信息科学与技术专业的技术基础课。它主要是要让学生学会解决几何光学、典型光学仪器原理、光度学、色度学、光纤光学系统、激光光学系统及红外光学系统等的基础理论和方法。它包括了此类专业学生必备的光学知识，为光学仪器、微光夜视、激光红外等学科奠定了理论基础

2、和应用基础，在培养光学和光电类人才中具有不可替代的地位。本课程从光波、光线和成像等几何光学的概念出发讲述了光线在介质中传播的基本规律，描述了近轴光学、理想光学系统和平面镜及棱镜的成像性质和规律，讨论了常用光学仪器的工作原理、成像性能和分辨率。通过本课程的学习，学生应能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础三、教学内容和要求1章节名称几何光学基本定律与成像概念（ 8 学时）（1）掌握:几何光学基本定律：光的直线传播定律、光的独立传播定律、反射定律和折射定律、光路的可逆性、费马原理(最短光程原理)：应用光学中的符号规则，单个折射

3、球面的光线光路计算公式、单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率、轴向放大率、角放大率、拉赫不变量等公式。（2）了解：共轴球面系统公式、成像条件的概念和相关表述、球面反射镜成像公式；（3）理解：马吕斯定律；重点：应用光学中的符号规则，单个折射球面的光线光路计算公式难点：单个折射面的成像公式2章节名称理想光学系统（ 8 学时）（1）掌握共轴理想光学系统的成像性质、无限远的轴上(外)物点的共轭像点及光线、无限远的轴上(外)像点的对应物点及光线的性质、物(像)方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质、图解法求像的方法、解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式)（2）了解理想光学系统

4、的放大率概念及公式，理想光学系统两焦距之间的关系，理想光学系统的组合公式、多个光组组成的理想光学系统的成像公式；重点：物(像)方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质、解析法求像方法难点：图解法求像的方法3章节名称平面与平面系统（8 学时）（1）掌握；折射棱镜的作用，其最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用；（2）了解；反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念、常用的光学材料种类和特点；（3）理解；平面光学元件的种类和作用、平面镜的成像特点和性质，平面镜的旋转特性，光学杠杆原理和应用；重点：平面镜系统中光线旋转和平移难点：其

5、最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用4章节名称光学系统中的光束限制（6 学时）（1）掌握：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系、视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；（2）了解：照相系统的基本结构、成像关系和光束限制、望远系统的基本结构、成像关系和光束限制、显微系统的基本结构、成像关系和光束限制，物方远心光路原理；（3）理解光瞳衔接原则及其作用、场镜的定义、作用和成像关系、景深、远景景深、近景景深的概念，景深公式和影响因素；重点：孔径光阑位置求解难点：视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系5章节名称光度学和色度学基础（ 4 学时）（1）掌握：光度学中辐射量

6、和光学量的定义、单位，光度学基本量的定义和单位，辐射量和光学量的关系；（2）了解：光传播过程中光学量的主要变化规律；（3）理解：颜色的基本概念、性质、定律和相关实验、CIE 标准色度学系统简介；重点：光度学基本量定义难点：光度学中辐射量计算6章节名称光线的光路计算及像差理论（7学时）（1）掌握：像差的定义、种类和消像差的基本原则；（2）了解：7 种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法。单个折射球面的不晕点(齐明点)的概念和性质；（3）理解：波像差的定义及其与几何像差的关系；重点：像差定义难点：单个折射球面的像差求解7章节名称典型光学系统（ 7学时）（1）掌握：正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，矫正非正常眼的方法，眼睛调节能力的计算、有效分辨率和工作分辨率、视度调节.（2）了解：视觉放大率的概念、表达式及其意义，与光学系统角放大率的异同点、视觉放大率、物镜的分辨率。（3）理解：显微镜和望远系统的概念和计算公式。重点：显微镜系统的工作原理及相关计算公式、望远系统的工作原理及相关计算公式、放大镜的视觉放大率；难点：矫正非正常眼的方法及视角放大率计算四、课程考核（1）作业和报告：作业： 8次；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩、期末考试成绩等综合计算（4）是否使用多媒体：是（5）其他：五、参考