1. 为什么要学习这门课? 波动光学是物理学的一个重要分支,对于培养科学素养和严谨的科学思维具有重要意义。它是许多理工科专业的基础课程,对于后续专业课程的学习和深入研究具有支撑作用。其次,波动光学在现代科技领域有广泛的应用,掌握相关知识有助于从事相关领域的工作。 2. 这门课的主题是关于什么? 波动光学研究光的波动性质及其传播规律。课程主要学习经典干涉、衍射、偏振三大波动特性,并融合电磁理论、光与物质相互作用、光的量子性三方面知识。教学内容由教师与企业导师共同开发,注重课程思政要素挖掘、理论知识推导、工程应用拓展。本课程支撑后续专业课学习及职业定位与发展。本课程讲授主题可分为以下四部分: 课程思政:通过讲授光的电磁性质介绍物质存在形式,拓展介绍马克思唯物主义史观;通过单缝衍射反比率系统介绍芯片光刻流程并拓展华为芯片制造;通过圆孔衍射介绍中国“天眼”及其总工程师南仁东等。通过不少于10个课程思政元素的挖掘讲授,培养学生科学思维能力、工匠精神,激发学生民族责任感、自豪感、自信心。 知识理论:系统讲授光的波动特性,包括光的干涉、衍射、偏振等核心内容。这些现象揭示了光在不同介质和结构中的传播规律,是理解光的本质和传播特性的重要基础。其次,课程讲授光与物质的相互作用,如光的吸收、色散、散射等现象。这些规律对于理解激光先进制造新质生产力实施过以及使用光学器件、开发光学技术具有重要意义。 工程应用:课程以富媒体特点在理论知识讲授后进行工程应用拓展,介绍波动光学理论在激光技术、光纤通信技术、光学成像技术、光学检测等方面工程应用。 课程设计训练:课程考评实施主题式课程设计汇报,例如工程师角色扮演,学习光谱仪、X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜、能谱仪等科研及技术开发使用的重要仪器,培养学生职业素养及科研能力。 3. 学习这门课可以获得什么? 学习波动光学可以获得的知识和技能包括:掌握波动光学的基本理论和实验方法;理解光波在各种现象中的行为规律;学会分析光学问题,并能运用所学知识解决实际问题;培养实验操作能力和科学思维能力。 通过这些知识和技能的学习,大家可提升自身的科学素养,为后续学习和研究打下基础,亦可为从事光学、光电子、通信等领域的研发和管理工作提供支持。此外,通过光学知识的学习,可帮助我们解决并回答生活中遇到的光学相关问题,提高生活质量,并激发对自然科学的兴趣,拓宽知识面。 4. 课程的特色和亮点 理论与实践相结合:既有严谨的理论推导,又有丰富的实验内容,有助于加深对光学现象的理解。 应用广泛:波动光学在许多领域都有广泛应用,学习这门课程可以了解光学技术在现实生活中的应用。 实验性强:通过典型的课堂实验,学生可以直观地观察光学现象,提高动手能力和实验技能。 培养创新能力:波动光学课程涉及许多前沿科技,有助于培养学生的创新意识和创新能力。
知识目标:较全面和深入地学习波动光学的基本理论,包含光的电磁性质;光的干涉、衍射、偏振;光与物质相互作用有关的光的吸收、散射、色散;揭示光的量子性的经典实验。
思政目标:通过本课程学习以及课后实践,培养创新精神、激发专业认同;建立我国光学事业发展的文化自信、培养工匠精神、家国情怀和履行时代赋予使命的责任担当;培养批判性思维和尊重事实的科学精神,培养辩证唯物主义思想。
工程目标:认识激光先进制造新质生产力,以及激光加工技术在航天航空、能源、医疗等领域应用。掌握课程中介绍的光学仪器的工作原理、指标参数;可以完成课程设计要求的工程师角色扮演,并实施仪器调研、获取报价;掌握激光打标仪器的操作规范,能够自行设计产品并完成制作。
波动光学的学习,要求先修完成高等数学、力学和电磁学三门课程。这些课程为光学课程打下必要的数学、物理基础,使学生能够更好地理解光的电磁性质,以及光的干涉、衍射现象。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
本课程选用自编《波动光学》云教材,西北大学出版社出版,ISBN 978-7-901003-31-6。
也可选用参考教材:(1)《光学教程》,姚启钧,高等教育出版社;(2)《光学》,赵凯华,北京大学出版社。