重庆大学：《光学》实验课程教学大纲

光学实验课程教学大纲大纲制定时间：2008年9月课程名称：光学实验课程负责人：陶纯匡Optical Experiments课程分类：基础课程课程类型：必修适应专业：应用物理、物理学、电子信息科学与技术课程总学分：1.5课程总学时：48实验学时：48实验学分：1.5开课单位：物理学院光学实验课的性质、目的和任务光学是物理学的一个重要分支。光科学的发展离不开各门各类的光学实验?任何一个重要的光学分支都有着极雄厚的实验基础，光学实验是光科学发展的发祥地与策动力。光学实验课程是继力、热实验以及电磁学实验之后为物理类专业二年级学生（含理工综合班）开设的一门独立的基础课程，它在培养学生光学技术基本功，如何使用光学仪器，光学系统研究光学现象与规律等方面起着重要作用。在这一教学环节里，学生经过一定的光学测量和光电转换技术的基本训练后应具备光学实验的基本方法、技能和技巧，能够正确记录、处理数据，观察、分析实验现象，正确规范地撰写完整的实验报告，具备从事光科学及相关领域工作的基本素质和能力。教学内容及学时分配序号实验项目实验内容学时实验类型备注薄透镜焦距的测量及掌握共轴等高调节的基本方法及光束的准13基础实验成象规律验证直：薄透镜焦距的测量：成象规律验证。透镜象差的分析与测认识透镜的各种象差及成因：掌握透镜象差23基础实验量的测量方法。了解共轴球面系统的性质，学会光学系统的3测定透镜组的基点基础实验共轴调节：测定透镜组的基点及焦距：验证单个透镜与透镜组基点间的关系。了解望远镜、显微镜的结构及放大原理：测望远镜、显微镜的设43设计性定望远镜的放大率；掌握显微镜的正确使用计及应用方法，学会用显微镜测量微小长度。分光计的调节与玻璃了解分光计的构造及测量的基本原理；学会5基础实验3折射率的测定分光计的调节方法：掌握分光计测角的方法

光学实验课程教学大纲 大纲制定时间：2008 年 9 月 课程名称：光学实验 课程负责人：陶纯匡 Optical Experiments 课程分类：基础课程 课程类型：必修 适应专业：应用物理、物理学、电子信息科学与技术 课程总学时：48 课程总学分：1.5 实验学时： 48 实验学分：1.5 开课单位：物理学院 一．光学实验课的性质、目的和任务 光学是物理学的一个重要分支。光科学的发展离不开各门各类的光学实验， 任何一个重要的光学分支都有着极雄厚的实验基础，光学实验是光科学发展的 发祥地与策动力。 光学实验课程是继力、热实验以及电磁学实验之后为物理类专业二年级学 生（含理工综合班）开设的一门独立的基础课程，它在培养学生光学技术基本 功，如何使用光学仪器，光学系统研究光学现象与规律等方面起着重要作用。 在这一教学环节里，学生经过一定的光学测量和光电转换技术的基本训练 后应具备光学实验的基本方法、技能和技巧，能够正确记录、处理数据，观察 、 分析实验现象，正确规范地撰写完整的实验报告，具备从事光科学及相关领域 工作的基本素质和能力。 二．教学内容及学时分配 序号 实验项目 实 验 内 容 学时 实验类型 备注 1 薄透镜焦距的测量及 成象规律验证 掌握共轴等高调节的基本方法及光束的准 直；薄透镜焦距的测量；成象规律验证。 3 基础实验 2 透镜象差的分析与测 量 认识透镜的各种象差及成因；掌握透镜象差 的测量方法。 3 基础实验 3 测定透镜组的基点 了解共轴球面系统的性质，学会光学系统的 共轴调节；测定透镜组的基点及焦距；验证 单个透镜与透镜组基点间的关系。 3 基础实验 4 望远镜、显微镜的设 计及应用 了解望远镜、显微镜的结构及放大原理；测 定望远镜的放大率；掌握显微镜的正确使用 方法，学会用显微镜测量微小长度。 3 设计性 5 分光计的调节与玻璃 折射率的测定 了解分光计的构造及测量的基本原理；学会 分光计的调节方法；掌握分光计测角的方法 3 基础实验

及测定玻璃三棱镜折射率。了解阿贝折射仪的工作原理及使用方法：掌用阿贝折射仪测定固6握用全反射法测定固体和液体折射率的原3基础实验体和液体的折射率理和方法：测定糖溶液的浓度。认识等厚干涉原理：观察等厚干涉现象及特等厚干涉一一牛顿基础实验7点：用显微镜测平凸透镜曲率半径和薄片厚3环、劈尖干涉度。了解迈克尔逊干涉仪的工作原理、结构，并迈克尔逊干涉仪基础掌握调节方法：观察非定域干涉图样及特83基础实验实验点：观察等倾、等厚干涉图样及特点：测He-Ne激光的波长利用迈克尔逊干涉仪观察钠黄光的干涉条纹可见度的变化，测定3设计性9设计测量光源的波长钠双线的波长差；观察并测量钠光的相干长差及透明薄片的厚度度：观察白光干涉图样，测定透明薄片厚度。认识夫朗和费单缝衍射的光强分布规律：了单缝衍射光强分布的综合性103解光电转换器的工作原理：用光电转换器测研究量单缝衍射光强分布。了解光栅的特征，观察光透过光栅后的衍射现象：11光栅衍射进一步熟悉分光计的调节与使用：3基础实验测定汞灯在可见光范围内的光谱线波长，测定光栅常数，色散率和分辩本领。光的偏振现象的观察观察光的偏振现象，深入认识光的波动性：123基础实验和研究熟悉常见的起偏振和检偏振的方法。观察光的旋转偏振现象；光的旋转偏振现象的313学会使用旋光仪：基础实验研究测量糖溶液的旋光率和浓度。学习用光电转换器测定He-Ne激光束的远He-Ne激光束发散角314场发散角：学会用望远镜系统改善激光束的基础实验的测定发散角。了解光栅单色仪的结构、原理和使用方法；单色仪的定标与滤光以已知谱线为基准对单色仪进行定标（可见153基础实验片光谱透射率的测定光区域）：掌握用单色仪测定滤光片光谱透射率的方法。熟悉与掌握使用激光椭偏仪的方法；掌后运椭圆偏振光法测量透综合性16用椭圆偏振光法测量薄膜厚度和折射率的A明薄膜厚度与折射率原理和方法。光电倍增管和它的频学习光电倍增管和标准灯泡的使用常识：掌综合性173率响应握测定光电元件的光谱响应的方法。了解CCD器件的工作原理：测定CCD器件CCD器件频率响应及18综合性的频率响应：利用CCD器件制作光电转换5应用器。19全息摄影3基础实验了解激光全息摄影的原理：学习拍摄静态全

及测定玻璃三棱镜折射率。 6 用阿贝折射仪测定固 体和液体的折射率 了解阿贝折射仪的工作原理及使用方法；掌 握用全反射法测定固体和液体折射率的原 理和方法；测定糖溶液的浓度。 3 基础实验 7 等 厚 干涉 —— 牛 顿 环、劈尖干涉 认识等厚干涉原理；观察等厚干涉现象及特 点；用显微镜测平凸透镜曲率半径和薄片厚 度。 3 基础实验 8 迈克尔逊干涉仪基础 实验 了解迈克尔逊干涉仪的工作原理、结构，并 掌握调节方法；观察非定域干涉图样及特 点；观察等倾、等厚干涉图样及特点；测 He-Ne 激光的波长 3 基础实验 9 利用迈克尔逊干涉仪 设计测量光源的波长 差及透明薄片的厚度 观察钠黄光的干涉条纹可见度的变化，测定 钠双线的波长差；观察并测量钠光的相干长 度；观察白光干涉图样，测定透明薄片厚度。 3 设计性 10 单缝衍射光强分布的 研究 认识夫朗和费单缝衍射的光强分布规律；了 解光电转换器的工作原理；用光电转换器测 量单缝衍射光强分布。 3 综合性 11 光栅衍射 了解光栅的特征，观察光透过光栅后的衍射 现象； 进一步熟悉分光计的调节与使用； 测定汞灯在可见光范围内的光谱线波长，测 定光栅常数，色散率和分辩本领。 3 基础实验 12 光的偏振现象的观察 和研究 观察光的偏振现象，深入认识光的波动性； 熟悉常见的起偏振和检偏振的方法。 3 基础实验 13 光的旋转偏振现象的 研究 观察光的旋转偏振现象； 学会使用旋光仪； 测量糖溶液的旋光率和浓度。 3 基础实验 14 He-Ne 激光束发散角 的测定 学习用光电转换器测定 He-Ne 激光束的远 场发散角；学会用望远镜系统改善激光束的 发散角。 3 基础实验 15 单色仪的定标与滤光 片光谱透射率的测定 了解光栅单色仪的结构、原理和使用方法； 以已知谱线为基准对单色仪进行定标（可见 光区域）；掌握用单色仪测定滤光片光谱透 射率的方法。 3 基础实验 16 椭圆偏振光法测量透 明薄膜厚度与折射率 熟悉与掌握使用激光椭偏仪的方法；掌后运 用椭圆偏振光法测量薄膜厚度和折射率的 原理和方法。 4 综合性 17 光电倍增管和它的频 率响应 学习光电倍增管和标准灯泡的使用常识；掌 握测定光电元件的光谱响应的方法。 3 综合性 18 CCD 器件频率响应及 应用 了解 CCD 器件的工作原理；测定 CCD 器件 的频率响应；利用 CCD 器件制作光电转换 器。 6 综合性 19 全息摄影 了解激光全息摄影的原理；学习拍摄静态全 3 基础实验

息图的方法与相关技术：学会再现物体立体象的方法。学习阿贝成象原理：加深对空间频率，空间空间滤波与调制技203综合性滤波等概念的理解：掌握空间滤波技术：了术解0调制技术。了解声光相互作用的原理，观察声光衍射现声光衍射与液体中声21综合性象：学会用超声光栅测定液体中的声波长与3束的测定声速。用光电效应法测定普通过光电效应认识光的粒子性；了解微电效223基础实验朗克常数应原理：用光电效应测定普朗克常量。学习超越经典分辨率极限的原理：超分辨率光学系统的掌握利用共轭光栅法，实现超分辨率极限的23综合性6设计与研究方法与条件：设计一个超分辨率成象光学系统并观察超分辨率图象。了解光学信号相关扫描的原理与方法：掌握光学信号相关扫描法24综合性3一种获得调制光信号的方法：用对称与非对实现信号识别称光学信号的相关扫描实现信号识别。观察、描述双棱镜干涉现象及其特点：学253基础实验双棱镜干涉会正确使用有关仪器测定单色光的波长。介绍使用光学实验元件及仪器的注意事项：绪论326理论掌握共轴等高和排除视差的调节方法；了解人眼的结构：复习数据处理的方法三、教材：《基础光学实验》讲义，重庆大学物理实验中心编参考书：+《物理实验》，潘人培编，高等教育出版社，出版时间1990年四．考核方式：考试（五级记分）实验课总成绩=平时成绩50%+期末考试50%+附加分五，使用说明：1.本课程实验项目不必全修，但必须完成48学时，其中包括2个设计性、综合性实验。2.该大纲于2012年9月修订。大纲制定者：陶纯匡大纲审定者：王新强

息图的方法与相关技术；学会再现物体立体 象的方法。 20 空间滤波与θ调制技 术 学习阿贝成象原理：加深对空间频率，空间 滤波等概念的理解；掌握空间滤波技术；了 解θ调制技术。 3 综合性 21 声光衍射与液体中声 束的测定 了解声光相互作用的原理，观察声光衍射现 象；学会用超声光栅测定液体中的声波长与 声速。 3 综合性 22 用光电效应法测定普 朗克常数 通过光电效应认识光的粒子性；了解微电效 应原理；用光电效应测定普朗克常量。 3 基础实验 23 超分辨率光学系统的 设计与研究 学习超越经典分辨率极限的原理； 掌握利用共轭光栅法，实现超分辨率极限的 方法与条件；设计一个超分辨率成象光学系 统并观察超分辨率图象。 6 综合性 24 光学信号相关扫描法 实现信号识别 了解光学信号相关扫描的原理与方法；掌握 一种获得调制光信号的方法；用对称与非对 称光学信号的相关扫描实现信号识别。 3 综合性 25 双棱镜干涉 观察、描述双棱镜干涉现象及其特点； 学 会正确使用有关仪器测定单色光的波长。 3 基础实验 26 绪论 介绍使用光学实验元件及仪器的注意事项； 掌握共轴等高和排除视差的调节方法；了解 人眼的结构；复习数据处理的方法 3 理论 三．教材： ❖ 《基础光学实验》讲义 ， 重庆大学物理实验中心编 参考书： ❖ 《物理实验》，潘人培编，高等教育出版社， 出版时间 1990 年 四．考核方式：考试（五级记分） 实验课总成绩=平时成绩 50%+期末考试 50%+附加分 五．使用说明： 1.本课程实验项目不必全修，但必须完成 48 学时，其中包括 2 个设计性、综 合性实验。 2.该大纲于 2012 年 9 月修订。 大纲制定者：陶纯匡 大纲审定者： 王新强