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1、应用光学基础教学大纲课程编号：20课程名称：应用光学基础英文名称：Applied Optics for Optometry课程类型：专业基础课总学时：90 学时 讲课学时：82学时 实验（上机）学时：8学时学分：5学分适用对象：眼视光专业应用光学基础五年制教学大纲应用光学基础是眼视光专业一门重要的专业课。它的任务和目的是通过系统而又有重点的学习基础应用光学知识和技术，使学生能够掌握基础应用光学中的一些基本成像概念、成像规律以及基本光学技术，并能使学生运用这些知识和技能来正确的进行一般的成像计算和成像作图，同时为进一步学习本专业的其它后续课程中出现的光学问题，打下必要的光学基础。 本大纲根据北京
2、理工大学应用光学（北京理工大学出版社）教材编写，考虑到本课程有些内容对学生的学习有一定难度，在保证学习的系统和重点的前提下，参考其它教材后，对教材讲解的某些内容进行了必要的调整。对于较抽象的概念，在教学过程中，开展启发式教学、举例联系实际、使用多媒体，充分调动和发挥学生的主动性和开创性。为了增加学生的知识面和知识深度，补充了一些教材上涉及不深但与后续课程有联系的内容，以求达到较好的教学效果。第一章 几何光学基本原理目的要求：一、 掌握几何光学光线和几何光学基本定律。二、 熟悉光路可逆原理和全反射及其应用。三、 了解成像的概念和光纤的传导。学时安排：理论课：8学时教学内容：一、 基本概念：几何光
3、学光线、费马原理、全反射、理想光学系统二、 主要教学内容：1、 光波和光线2 、几何光学基本定律3、 折射率和光速4、 光路可逆和全反射5、 基本定律的向量形式6、 光学系统类别和成像的概念7 、理想像和理想光学系统第二章 共轴球面系统的物像关系目的要求：一、掌握：1、符号法则2、球面近轴范围内的成像性质和近轴光路计算公式3、光学系统的放大率5、物方焦距和像方焦距的关系6、单个折射球面的主平面和焦点7、理想光学系统的组合8、单透镜的主平面和焦点位置的计算二、熟悉：1、 共轴理想光学系统的基点2、 单个折射球面的主平面和焦点3、 共轴球面系统主平面和焦点4、用作图法求光学系统的理想像5、牛顿公式
4、和高斯公式6、理想光学系统中的光路计算公式三、 了解：1、 共轴球面系统中的光路计算公式2、 近轴光学的基本公式和它的实际意义3、节点和节平面 4、各类常见透镜基点基面的求法学时安排：理论课：18学时 ； 实验课：2学时教学内容：一、 基本概念：共轴球面系统、光路追迹、近轴光学、基点、物方焦距和像方焦距、光 焦度、理想光学系统、光组二、 主要教学内容：1、共轴球面系统中的光路计算公式2、 符号法则3、 球面近轴范围内的成像性质和近轴光路计算公式4、 近轴光学的基本公式和它的实际意义5、 共轴理想光学系统的基点主平面和焦点6、 单个折射球面的主平面和焦点7、 共轴球面系统主平面和焦点8、 用作图
5、法求光学系统的理想像9、 理想光学系统的物像关系式10、 光学系统的放大率11、 物方焦距和像方焦距的关系12、 节平面和节点13、 无限远物体理想像高的计算公式14、 理想光学系统的组合15、 理想光学系统中的光路计算公式16、单透镜的主平面和焦点位置的计算公式17、各类常见透镜基点基面的求法第三章 眼睛和目视光学系统目的要求：一、 掌握人眼的光学特性。 二、 熟悉放大镜和显微镜的工作原理。三、 了解立体视觉。学时安排：理论课：10学时 ； 实验课：2学时教学内容：一、 基本概念：近点、远点、人眼的分辨率、空间深度感、立体视觉二、 主要教学内容：1、 人眼的光学特性2、 放大镜和显微镜的工作
6、原理3、 眼睛的缺陷和目视光学仪器的调节4、 空间深度感觉和双眼立体视觉5、 立体图片的原理第四章 平面镜棱镜系统目的要求：一、 掌握平面镜、折反射棱镜的性质。二、 熟悉薄棱镜的组合及最小偏向角测折射棱镜折射率的原理。三、 了解光学材料的性质。学时安排：理论课：5学时 ； 实验课：2 学时教学内容：一、 基本概念：镜像、棱镜的展开、光的色散、棱镜度二、 主要教学内容：1、 平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用2、 平面镜的成像性质3、 平面镜的旋转及其应用4、 折反射棱镜的特点5、 屋脊面和屋脊棱镜6、 薄棱镜的组合第五章 光学系统中成像光束的选择目的要求：一、 掌握三种光阑的定义及景深和焦深的对
7、成像的影响。二、 熟悉三种光阑的作用。三、 了解出瞳和入瞳的概念。学时安排：理论课：5学时教学内容：一、基本概念：孔径光阑、视场光阑、景深、焦深二、主要教学内容：1、 光阑及其作用2、 显微镜中的光束限制和远心光路3、 场镜的特性和作用4、 光学系统的景深和焦深第六章 辐射度学和光度学基础目的要求：一、 掌握：1、 立体角的意义2、 辐射度学的基本量及其含义3、 人眼的视见函数4、 光度学的基本量及其含义5、 人眼的主观光亮度6、 照相物镜像平面的光照度7、 光学系统的光能损失的原因二、 熟悉：1、 光度学的基本量及其计算2、 光照度公式和发光强度的余弦定理3、 像平面的照度三、 了解：1、
8、全扩散表面的光亮度2、 通过仪器观察时的主观光亮度学时安排：理论课：16学时教学内容：一、 基本概念：立体角、光通量、发光强度、光照度、光亮度、视见函数二、 主要教学内容：1、 立体角的意义和它在光度学中的应用2、 辐射度学中的基本量3、 人眼的视见函数4、 光度学的基本量5、 光照度公式和发光强度的余弦定理6、 全扩散表面的光亮度7、 像平面的光照度8、 照相物镜像平面的光照度和光圈数9、 人眼的主观光亮度10、 光学系统光能损失的计算第七章 色度学基础目的要求：一、掌握常见光源的颜色特性、物体的颜色特性、颜色的分类和特性。二、熟悉色光混合和颜料混合的效果。三、了解颜色混合定理和视觉生理、心
9、理的相关内容。学时安排：理论课：6学时 教学内容：一、 基本概念：光色、色温、颜色的特性、颜色匹配二、 主要教学内容：1、 光源的颜色特性及物体的颜色特性2、 颜色的分类和特性3、 色光混合和颜料混合定律4、 视觉生理和心理第八章 光学系统成像质量评价目的要求：一、掌握光学系统的七种像差。二、熟悉光学系统的像差的产生原因。三、了解光学系统像质评价的几种方法。学时安排：理论课：14学时 ； 实验课：2学时教学内容：一、基本概念：星点检验、分辨率、球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差二、主要教学内容：1、 像质评价的几种方法2、 介质的色散和光学系统的色差3、 轴上像点的单色像差球差4、 轴外像点的单色像差5、 几何像差的曲线表示6、 波像差评价像质7、 理想光学系统的分辨率8、 光学传递函数9、 用光学传递函数评价系统的像质应用光学基础教学学时数表教学内容讲课学时数实验学时数备注第一章 几何光学基础8第二章 共轴球面系统的物像关系182第三章 眼睛和目视光学系统102第四章 平面棱镜系统52第五章 光学系统中的成像光束选择5第六章 辐射度学和光度学基础16第七章 色度学基础6第八章 光学系统成像质量评价142828
