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说说《光学》这门课

已有 4630 次阅读 2009-2-18 21:59 |个人分类:教学笔记|系统分类:教学心得| 光学, 折射定律

         开学要给本科生上光学课,上次上光学课是十年前。那时光学这门课是学生挂科最多的,我给学生上光学课时才发现,大学时我这门课学的并不咋样。

       《力学》有牛顿三定律;《热学》有几个热力学基本定律;《电磁学》有库伦定律高斯定理等几个基本定律,有这些基本定律作主线,学生容易把握所学的课程。《光学》讲了什么?光的干涉、衍射、偏振,涉及不少光学现象、干涉仪和光学实验。像是在学一门技术科学,但做起作业来,用到的数学还挺多。学到最后似乎明白了,最后一个波粒二相性,又搞糊涂了。

        翻阅《大学物理》等教学期刊,发现多年来有不少教师也就《光学》课程的“基本原理”做了研究,记得比较多的观点是“叠加原理”。

        其实《光学》也有像牛顿定律那样的重要东西,比如“费马原理 ”应该是几何光学的基本原理,但由于费马原理涉及到的数学还没学,所以把费马原理放到一边,还是“几何光学三定律”来的方便。“惠更斯原理”应该是物理光学的基本原理,但也没有坚持这一主线。例如,从“惠更斯原理”很自然就能想到“全息”,但看了所有的教材,讲全息都是从照相讲起。

        《光学》学起来难,除了与教师和教材有关,还和这门学科本来就难有关。近代物理学发展直接与光学有关,而且20世纪和目前许多高新科学技术的发展,也和光学有关。但是就光学本身来说,许多问题还让人疑惑,像光的本质是什么?单光子怎么干涉?

        假期看了看光学,发现人类得到“折射率定律”就经历了1500多年,百度了一下,这几年还有关于“折射定律”的论文。光学,难呀!

        一个研究了1500年的定律



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