基础光学 1

Introduction to Optics 1

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国立台湾大学
Coursera
  • 完成时间大约为 28 个小时
  • 混合难度
  • 中文
注:本课程由Coursera和Linkshare共同提供,因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

你将学到什么

了解几何光学原理

熟悉基础光学成像原理

学习必要的数学工具来描述光学现象

课程概况

光在生活中几乎无所不在,但是反而因为太普遍而常常被忽略。事实上,从牛顿以来,对于光本质究竟为何的探讨,未曾停歇。而这些探讨也带来了如电磁波,相对论,与量子力学等科学上非常重要的发展。

本系列课程将会有几何光学和波动光学两部分,分别开在基础光学一和基础光学二的课堂中。

在基础光学一会介绍几何光学,探讨生活中常见的光学现象,以光束追踪方式描述常见的光学元件及成像系统,并能对其中的像差进行设计。

课程大纲

第一周:
生活中的哪裡会用到光学?
光学的历史进展
从牛顿到爱因斯坦 -- 光的本质到底是粒子还是波?

第二周:
当光撞上物质,会有哪些交互作用?
反射--折射--散射--吸收--放光

第三周:
数学是物理之母 -- 如何用数学描述一道光?
透镜和镜子也可以用数学式表示? -- 介绍ABCD矩阵
追著光束跑 -- 光束追踪法(ray-tracing)看成像原理

第四周:
人体的成像系统 -- 眼睛的光学奥秘

第五周:
照相机裡面到底有什么? -- 浅谈相机原理(光场相机是啥?)
浪漫的夜观星空 -- 望远镜原理
也是蛮浪漫的观察草履虫 -- 显微镜原理
看远看近两相宜 -- 望远镜与显微镜可以互换吗?

第六周:
透镜就和人生一样并不完美 -- 几何像差介绍

预备知识

在基础光学一中,需要具备基础的线性代数运算能力,并且最好能具备电磁学基础。

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