《应用光学》教学大纲.docx

表1课程教学目标与毕业襄求关系毕业要求指标点课程目标支撑9ISW1.2能肠将数理和工程科学技术葩础知识用于对光电信息相关旦杂工程问题建立数学模型并进行求解；课程目标1：掌握经典的几何光学的理论内容；掌握典型的光学系统的般本原理及设计方法：了耕部分像条理论的基本思想。H2.问题分析2.2能够应用数学、自然科学菰本原理.对光电信息领域更杂工程问题进行表述。课程目标2：培养学生掌握理想光学系统成像的理论、典型光学仪器成像的基本理论；培齐学生综合运用应用光学的基本理论.为今后从事光学总体设计和光学系统镜头设计,打下良好的基础,M4.W%4.2能够然于科学原理并采用科学方法对光电信总类案件、电路、功能模块、控制系统制定实5金方案并实施课程目标3：要让学生科学地认识不断变化的自然界和社会，培养他In探索科学的兴融和勇气：培养创新精神和闭认合作精神.行社会责任感：有良好的心理素质，良好的品格和顽强的意志.以便从容胞应对未来社会的挑战，H注，表中“H（WXM中）”表示课程与相关毕业要求的关联度.四'教学内容'基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学央求，假学重点难点理论学时学时对JS的课程目标I.几何光学的基本定律和成像祭念1.1 几何光学的基本定律和原理1.2 成像的基本格念与完善成像条件1.3 光路计算与近轴光学系统1.4 球面光学系统校学要求I掌握光学基本定律：理解完善成像条件的概念和相关表述：掌握几何光学的符号规则、实际光践与近轴光战的光路计算:拿霆共轴球面系统的过渡公式以及成像放大率的计算.点I光学基本定律.难点：实物、实像、虚物、虚像的概念及分辨.61.22.理IB光学系姚2.1 理想光学系统与共找成像理论2.2 理想光学系统的基点与基面2.3 理想光学系统的物像关系2.4 理想光学系统的放大率2.5 理想光学系统的组合校学要求，掌理理想光学系统与共线成像理论的定义、性顺以及葩点、票面的极含；掌握运用作图法和解析法求理想光学系统的像（物:理解理想光学系统放大率的定义及计算：掌握多光蛆的正切计算法、双光组系统简化公式的应用，点：图解法求像的方法.魔点I理想光学系统的放大率概念及公式。941、22.6透镜3.平面与平面系统3.1 平面镜成像3.2 平行平板3.3 反射校钺3.4 折射粳镜与光搜3.5 光学材料教学要求，掌握平面慎的成像原理、旋转特性以及虫面设的成像特性：掌握平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式：了解反射段镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开：了解折射极镜和光楔的特点及应用：了解光学材料的基本特性”Mjft1.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。球点，下面镜的成像特点和性质、平面钺的旋转特性、光学杠杆原理和应用.71、24.光学系统中的光曾与光束限制4.1 光伸J4.2 照相系统中的北网4.3 里远镜系统中成像光束的选择4.4 显微镜系统中的光束限制与分析4.5 光学系统的欤深4.6 数码照相机镜头的景深教学要求，掌握孔径光阑、入瞳、出竦、孔径角的定义及它们的关系：掌握视场光偏、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系：掌握渐能、渐孽光阑、渐孽系数的定义及渐型光解和视场光阑的关系：了解型远、显微系统光束限制的一殷原则，了解远心光路和场憧的意义：理解景深和供深的柢念.点：孔径光阑、入瞳、t1.s,孔径用的定义及它们的关系，魔点：景深、远景景深、近景景深的概念，71、25.光线的光路计算及像差理论5.1 概述5.2 光线光路计算5.3 轴上点的球差5.4 正弦差和13差5.5 场曲和像散5.6 %变5.7 色差5.8 像,特征曲线与分析5.9 波像差教学襄求：理解像差的定义、种类和消像卷的基本原则：学握每一种光她的光路计算的意义,能够进行第一类光线子午面内的光线）的光路计算:掌娓五种单色像若的概念、性质：卒握齐明点以及齐明透镜的结构和特性；了解等量成像、不挈成像、等晕成像条件、正弦条件以及正弦差的概念特性；了解各种初级像羌分布系数之间的关系,以此分析像差特性.点：几何像差的定义、滋响因素、性质和消像差方法.魔点：像差的定义、种类和消像差的塔本原则。1041、2、36.典型光学系统6.1 眼I1.疗及其光学系统6.2 放大镒6.3 显微镜系统6.4 里远镜系统6.5 目镜6.6 摄影系统6.7 投影系统6.8 变焦距光学系统6.9 光学系统的外教学要求，了解人眼结构:掌握眼睛的询节及其校正：掌握放大镜、望远镜、显微镜视觉放大率和的分辨率的计算：了解技影物镜、投影物钺的光学特性和结构型式：掌握里远或系统的外形尺寸计匏。重点，整做钺系统的工作原理及相关许算、里远系统的工作原理及相关计算.难点：放大镜的视觉放大率.81、2形尺寸计算7.光学系统中的像朋褥缶7.1 埔利判断与波前图7.2 中心点亮度与能址包容图7.3 分辨率与点扩放函数7.4 星点检测法与点列图7.5 光学传递函数评价成像侦JN7.6 其他像质评价方法7.7 光学系统的像差公差教学央求，掌押.光学系统像麻评价方法和各自的优缺点：/解用MTF曲线和其下面积判断光学系统的成像筋盘的方法和基本原理：了解皴远物镜、显微物镜、曳远目镜、显微目镜和照相物镜的像物评价要求和校正像差要求.点I光学系统像质if价方法和各自的忧缺点.难点：用MTF曲线和其下面积判断光学系统的成像版J1.t的方法和基本原理.9h2、3568642.实验部分实骐部分的教学内容,基本要求与学时分配见表3.表3实殴项目、实殴内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标I.平行光管的调整及使用方法实验实殴内容：掌握平行光管的调整和使用方法。实验要求：了解平行光管的结构及工作原理、结构特点、应用场合，掌握平行光管的调整方法.21、22禽即仅刈Q薄透镜焦距实验实验内容，学会用平行光管测他薄透镜的焦距.实3要求：r解平行光管的结构及工作原埋.掌握平行光管的调整方法.了解透镜基本结构和焦距位S1.分析透镜焦距测fi的合理性，学会用平行光管测试薄透障的焦距。22、33.光学系统像差理论的计算机模拟实验实验内容：观察各种像差现象的计算机模拟效果图.实3要求I掌树各种几何像老产生的条件及其基本规律.观察各种像差现象的计算机模拟效果图,理解各种单色像差的概念及对光学系统的影响，2K24.星点法观测单色像差实验实3内容，掌握星点法测附成像系统单色像差的原理及方法.实殴要求，了解平行光管的结构及工作原理。了解单色像差的产生原理.拿Ifi星点法测脑成像系统单色像弟的原界及方法.22、3#Tt-8五'教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享、实蛤等教学手段完成课程教学任务利M1.美能力的培养.学生比较全面地几何光学的基础理论,光学系统像差的基本概念、产生原因、危害和校正方法，了解像差的计算,并了解一些特殊的光学系统知识.埋解应用光学的基本方法与设计原理,具有进行光学设计的初步能力。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生应用光学的基本理论、基本知见和基本技能.培养学生自主学习能力、实际动手能力,激发学生的创新思维.六、课程资源1 .推荐教材：那道银等.工程光学(第四版)M.北京：机械工业出板社,2019.3.2 .参考书：(1)蔡圣善.朱运,徐建军.电动力学(第二版(M.北京：寓等教育出版社.2002.(2)迟泽英，陈文建,应用光学与光学设计基础(第一版)M.南京：东南大学出版社.2(X)8.(3)李林.林家明.王平.工程光学(第一版>M1.北京：北京理工出版社,2003.3 .期刊：(I)光学学报(Ae1.aoPaaSinica).中科院上海光机所,中国光学学会.(2)中国激光(ChineseJoumaIof1.aseK).中科院上海光机所，中国光学学会.(3)光电子激光.天津理工大学,中国光学学会，国家自然科学基金委员会信息科学部.<4)光电工程.中国科学院光电技术研究所.中国光学学殳.(5)应用光学(J。UmaIofAPPHttiOp<ic$),中国兵器工业第二O五研究所,中国兵工学会.(6) OPtiCS1.CUCrS.美国光学学会一(7) OpticsExpress.美国光学学会.4.网络资源：(I)应用光学，h"pMwv.iccursc1.63.crgcourMB-1.0016()6003.(2)应用光学.hups:/WWw.icoursc1.63.org/COUrSC3ZIU-1206578811.七、课程考核对课程目标的支撑课程成缄由过程性考核成绩和期末考核成缄两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支拴关系见表4.表4课程考犊对课程目标的支撑考核环节占比考楼,，评价期则课程目标I23过程性考核课堂表现12(I)根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核,满分KX)分.(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。552实12(I)根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告蛤质修单独评分,分100分:（2）母次实脸单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的，“终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.12作业16（1）主要考核学生对各*节知识点的复习、理解和拿捏程度,满分100分:（2）储次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的鼓终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.IX664期末考核60（1）卷面成绩100分,以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.（2）主要考核几何光学的基咄理论,光学系统像差的聪本慨含、产生原因、危害和校正方法，了解像的计算。掌握七种典型的光学系统,即眼睛、放大镜、显微系统、型远系统、目模、摄膨系统和投影系统.并了解一些特殊的光学系统知识.学樨光学系统像政评价方法和各自的优决点.（3考试题型为；选择烟、填空胭、判断遨、筒答题和分析计幻题等。1252510合计：100分364816八、考核与成绩评定1.考切融成定考核方式：本课程主要以课堂我现、实验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价.考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成.其中：期末试卷成绩为100分（权取60%）,试题类鞭为埴空题'选择题、判断衲、简答题和分析计算甥等类里，试卷中菸本知识、然本理论、脸木技能的试题分值不超过50%,综合应用题、分析即不低于50%：深常表现、实验、作业等过程性考核成绩为I（M）分权重40%）:过程性考核和考试试题分值分配梗与教学大纲各余节的学时基本成比例.2.过程性考核成飨的标准过程性考核方式Hi点考核内容、评价标准、所占比虫见衣5,表5过程性考楼方式评价标准考犊方式所占比*（%）100>x>9090>x>8080>x>7070>x>60x<60课堂表现30皂记完整，枳极参与铁学活动,踊跃回答何甥，准确率大于90%-呈记完整，认出参与教学活动，回答问题准确率大于80%.筌记不完整，何尔参与教学活动，回答问虺准确率大于70%.上课不认出，上课不记笔记,偶尔参与收学活动.上课不认出，上课不记笔记.不参与教学活动.作业40作业完整,思路清晰,准确率大T90%.字迹工整。作业完整，准确率大干80%,字迹上整.不交作业2次以内，准确率大于70%.不交作业4次以内，准确率大于60%.不交作业5次以上,准确率小于60%.建30反脸预习认实验前仃预实验前有预实验曲有预没有预习,不ft,ffe修熟练掌握方法与步制实险操作过程熟练、规他，遵规守纪、团结协作，实院结果详实、结论清晰、讨论合理.习，能梦掌握习，疆本能好习，不能掌握能完成实照：方法与步探，掌枫方法与步方法与步，实险操作步骤实验操作过程骤，实验操作实验操作过自误：实的结正确、规范,过程基本正程基本正确,果不正确,没遵规守纪、团确、无协作，无协作,实验有分析讨论.站协作，实验实抬结果堤本芦果施本正结果正确、讨正确，讨论确,无讨论。论适当,般。