光程与光程差概念在波动光学教学中的应用

 光学是物理学的重要组成部分，波动光学又是光学中更为重要的部分，其内容包括光的干涉、光的衍射、光的偏振等。这部分内容，无论是在理论上还是在应用上，都在物理学中占有重要的地位。正因为此，光学，特别是波动光学，是大学物理专业的主干课程。学生在学习这门课程时，往往感到内容抽象、公式繁杂、不易掌握。究其原因，主要是因为学生在学习这些内容时常常将每个知识点孤立起来学习和应用。实际上，以“光程与光程差”为主线，将波动光学的主要内容--光的干涉、衍射和偏振等贯穿起来进行讲解，具有简洁、直观和逻辑性强的特点，便于学生掌握相关知识、提高学习效率。下面，我们先引入光程、光程差和位相差等概念，然后讨论它们在波动光学教学中的应用，最后指出为什么作为几何光学物理量的光程与光程差可用来描述原本只能用光的“波动说”才能解释的物理现象。     

重视物理概念的建构过程

物理概念是整个物理学知识体系的基础,学生只有掌握了物理概念才能够灵活运用物理规律.在概念教学中,重视概念的构建过程,才能让学生充分了解概念的本质.     

空气中飞秒激光成丝的荧光测量和声音测量实验研究

基础知识学习与知识综合应用的脱节一直困扰着大学基础物理教学。由于空气自聚焦效应和等离子体散焦效应共同导致的飞秒激光成丝现象是强激光非线性光学研究的热点话题。为了培养学生的对光学、原子物理学、电子学、数值分析和机械制图等基础知识的综合应用能力，和学生一起设计了创新演示实验去探究飞秒激光成丝过程。采用荧光测量和声音测量两种方法对比研究光丝在不同位置处的演化情况。     

光学中一些概念之间关系的教学探讨

基础光学中的一些概念很容易混淆。本文通过区分电磁波与机械波、矢量波与标量波、横波与纵波等概念,进而探讨偏振与非均匀平面波、δ函数与Huygens原理、光弹效应与声光衍射、磁致旋光与铁氧体器件等内容的教学处理。探讨学生基础物理知识不扎实的原因。     

几种测量光速的方法

 光在真空中的传播速度是自然界的基本常数,说明麦克斯韦关于光的电磁理论是正确的。准确测定光在不同介质中的传播速度,特别是在真空中的传播速度,引出了群速的概念,它在现代量子物理学中也很重要。真空中光的传播速度与频率、光源和观测者的运动无关,是一切物体运动速度的极限速度,它为建立狭义相对论奠定了一定基础。光速的测定是光学乃至整个物理学的重要课题。最早进行光速测量的实验,是由伽利略于1607年提出并实施的。他的实验没有获得任何结果而失败了,但实验表明:如果光速是有限的,那么其速度是非常之大的。     

大学物理与高中物理光学部分的教学衔接研究——以夫琅禾费单缝衍射的讲解方法为例

光学是现代物理学的重要分支，在大学物理教学中具有重要地位。高中物理与大学物理的教学侧重不同，如何衔接高中物理光学部分知识点与大学物理课堂教学是高校教师授课中的难点之一。为针对学生基础设计适合的讲解方式，从而提升大学物理光学部分的教学效果，本文以夫琅禾费单缝衍射为例，依据光程对称关系设计了一种新的讲解方法，可帮助仅有高中物理光学基础的学生快速理解半波带法计算衍射条纹规律的基本原理。通过调查问卷的方式验证了新讲解方法的有效性，证实了适当的教学设计对实现光学部分教学衔接的积极作用。     

光学相干断层扫描技术引入大学物理课堂教育浅析

全国高校新工科建设要求加强大学物理课堂教学与高新技术之间的联系,使学生认识到物理学基本原理是很多新技术发展的源泉.为此,我们从最基本物理概念出发,在大学物理课堂向学生介绍光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)技术的基础原理和发展历史,使之成为大学物理的教学内容之一.教学中,...     

“以太论”的发展及其物理教育价值

"以太"是物理学中古老而富有争议的一个极其重要的概念,它伴随着物理学,尤其是经典物理学的发展而发展.以太论的发展过程,是人类科技发展道路上曲折的进步历程.因此在物理教学应强化知识建构过程的背景下,"以太论"具有重要的物理教育价值.本文简要论述了"以太论"在力学、电学、光学等经典物理学领域的发展历史、内涵演变以及现代物理学中对以太的认识,在此基础上探讨了"以太论"的物理教育价值.     

关于对师专光学课程某些内容的补充

 师范教育是基础教育的“工作母机”,师专生是未来的人民教师,他们的业务能力和科学素质如何,不仅关系到自身的发展,还关系到我国基础教育整体水平的提高。面对科学技术的日新月异和知识爆炸以及学科交叉和渗透,如何使师专学生在掌握基础知识的同时了解当代物理学前沿学科知识,是师专物理教学改革的重要方面。当前所用师专教材内容传统、陈旧,对光学基本原理在科技前沿中的应用缺乏体现,笔者结合学生实际情况,在光学教学中对以下方面作了相应的补充。 一、光学纤维 光学纤维在通讯、军事、医疗等领域取得了辉煌成就,其基本原理就是光的反射、折射定律。教材中只讨论其原理,对其应用一句概括。     

中国与欧美国家医药类专业物理课程设置的比较与思考

物理学是自然科学的基础学科,所以大学里的物理课程绝不仅仅是传授物理知识,也不是主要为专业服务。对于任何专业,大学基础物理课的目的,都是使学生对物理学的内容和方法,工作语言、概念和物理图像,以及历史、现状和前沿等方面,从整体上有个全面的了解,这是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。     

光学综合孔径望远镜中子望远镜平行性和光程差调整的研究

光干涉技术与天文望远镜技术的结合是提高天文观测分辨率的一种有效方法.采用望远镜阵代替单个大口径望远镜来集光观测,利用最大基线的概念来等效传统光学望远镜的最大口径,很大程度上解决了单个望远镜集光能力不足、角分辨率不高的问题.然而对于光干涉来说,在应用中,只有满足:两束光的相位差δ必须相对稳定、存在相互平行的振动分量、频率相同、两光波在相遇点所产生振动的振幅相差不悬殊和两光波在相遇点的光程差(OPD)应在相干长度之内等这些条件时才能部分相干.光学综合孔径(OAS)望远镜产生干涉条纹的前提条件是子望远镜之间必须两两相干.推导了双光束光干涉的要求,并从双光束干涉的平行性和光程差的要求出发,研究并得出光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差的要求.结合双光束干涉的恒星光干涉仪的光束平行性和光程差的调整方案,研究并得到了光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差调整的光学方案,并讨论了该系统的改进措施.     

现代物理知识在教学中的综合运用

 物理教学的主要任务是传授科学知识,提高学习能力,培养学生的科学素质。物理学是在不断地发展变化,因此物理教学必须表现出必要的敏感性,即将物理学发展的前沿动态和物理学的实际应用引入课堂教学,使学生及时了解当前科学技术的发展概况,激发其学习兴趣。为了了解现代物理知识在物理教学中的应用,我们进行了科技工作者问卷调查,并进行了相应的教学改革。一、科技工作者问卷统计结果科技工作者问卷采取的是结构型形式,调查对象是中科院物理所、首都师范大学物理系从事科研与大学物理教学工作的科技工作者,共发出问卷40份,回收有效问卷33份。     

光学向量-矩阵乘法器教学演示实验

为了在光计算教学中提供让学生更易于形象理解光的并行计算能力和实现方式的教学环境,基于向量-矩阵乘法的基本原理,采用LED阵列、光敏管阵列、柱面透镜、薄透镜等简易的基础光学元件搭建了4×4的光学向量-矩阵乘法器教学演示实验.该演示实验展示了并行光计算系统的基本功能实现和构成要素,有助于学生对光计算有初步的形象认识和了解,认知本课程的目的和意义,有利于激发学生对课程学习的兴趣.     

90年代物理学：原子,分子和光学物理

一、原子、分子和光学物理的实质 原子、分子和光学物理(简称AMO物理学)旨在阐明物理学的基本规律,认识物质的结构及物质在原子和分子水平上的演变,认识光所有的表现形式以及发明新技术新设备等.AMO物理学向其邻近学科如化学、天体物理、凝聚态物理、等离子体物理、表面科学、生物学、医学等提供了理论、实验方法及基本数据.AMO物理学还促进了国家安全系统和核聚变、定向能源、材料研究等国家项目的发展.AMO物理学的发展使激光以及光加工和激光同位素分离等先进技术成为可能,并且由此出现了新型工业如光纤通信和利用激光进行加工.这些…     

多功能RLED参数测试系统的实验设计

本实验设计了一个测量红外发光二极管(RLED)各种特性的系统平台.该系统集电学、光学等相关知识,可测量RLED的电流-电压关系、电流-光强度关系、光谱分布特性、发光强度角分布特性,还可研究占空比对发光强度的影响.该系统具有成本低、灵敏度高、易操作等特点,可作为综合性研究性实验而用于大学物理实验教学.     

当代的光物理学与原子分子物理学

 一、前言光物理和原子分子物理是两个既有区别又有密切联系的学科.原子分子是物质组成的一个基本层次.原子分子物理学是研究这一层次的结构、运动状态及与周围环境和外界条件相互作用的科学.光学是研究光的基本性质,光的产生、传输、接收、显示及其与物质相互作用的科学.随着光学的发展和应用领域的日益扩大,比较偏重应用和技术的部分已逐渐脱离物理学而成为独立的科学技术门类.     

运用摄影成像原理提高学生对光学的兴趣

运用摄影成像原理提高学生对光学的兴趣陈焕菲（广州市轻工业中专学校５１０６１０）照相机是同学们可以经常接触到的光学仪器（集光、机、电于一体），而且大家都有学会使用照相机的迫切愿望，从学习使用照相机的有关知识进行应用性教学是提高学生学习兴趣的一个突破口．...     

用于光伏系统新型菲涅耳线聚焦聚光透镜设计

根据边缘光线原理,优化设计太阳电池及光伏系统的菲涅耳线聚焦聚光透镜.设计光学聚光率为18×,可用于空间、地面光伏系统的聚光系统.分析了其集光角特性,表明该菲涅耳线聚焦棱镜具有大的集光角(±7°).     

冲破量子极限——光压缩态

 近几年来,物理学最古老的分支之一--光光又有了新的突破,人们从实验上获得了光的一种量子态--压缩态光.读者可能会问,“光怎么能被压缩?”要解释什么叫压缩态光,还得从光的本性谈起.(一)光的量子涨落光是一种电磁波.在经典光学里,我们可以设想在空间某点光场随时间的周期性变化如图1(a)所示,其中纵坐标为电场强度,在任何时刻它的振幅和相位都是完全确定的.     

“直线运动”说课设计

1教材分析1.1教材地位"直线运动"这一模型在运动学中乃至整个初中物理中占有极其重要的地位,它是学生接触到的最简单、最基本的运动模型.新课标苏科版物理教科书将"直线运动"编排在了8年级上册第五章的第三节.学生学习本节内容前,已对声、热和光等物理知识有了初步的感性认识,初步体验到了物理学中的一些研究思路与方法;尤其是学生对"长度和时间的测量"的探究,对速度概念的理解,更为学习"直线运动"作充分的知识与思路、方法上的准备.