眼視光應(yīng)用光學(xué)教學(xué)大綱

PAGE11PAGE11《眼視光應(yīng)用光學(xué)》教學(xué)大綱編寫單位：西安醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)系眼視光醫(yī)學(xué)教研室編寫時(shí)間：2013年9月15日教務(wù)處印制2013年一、課程簡(jiǎn)介課程中文名稱眼視光應(yīng)用光學(xué)課程英文名稱AppliedOpticsforOptometry適用專業(yè)及層次本科臨床醫(yī)學(xué)（眼科視光學(xué)方向）專業(yè)先修課程醫(yī)學(xué)物理學(xué)總學(xué)時(shí)52學(xué)時(shí)（其中理論44學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）課程學(xué)分3學(xué)分開(kāi)課單位醫(yī)學(xué)技術(shù)系開(kāi)課學(xué)期第3學(xué)期使用教材《眼視光應(yīng)用光學(xué)》，姚進(jìn)主編，人民衛(wèi)生出版社，第1版。參考書目1、《應(yīng)用光學(xué)》，張以謨主編，電子工業(yè)出版社，2008；2、《應(yīng)用光學(xué)》，安連生主編，北京理工大學(xué)出版社，2006；3、《幾何光學(xué).像差.光學(xué)設(shè)計(jì)》，李曉彤主編，浙江大學(xué)出版社教學(xué)方式課堂理論講授、教學(xué)片示教、實(shí)驗(yàn)等。課程概述及教學(xué)目的、要求根據(jù)教學(xué)要求和培養(yǎng)臨床醫(yī)師的主要目標(biāo)，本課程著重介紹了光學(xué)知識(shí)在眼視光中的應(yīng)用。全書共七章，第一章介紹波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)，包括光源、光的干涉、衍射、偏振和散射。第二章是本書的重點(diǎn)，分別介紹了近軸光學(xué)系統(tǒng)成像和理想光學(xué)系統(tǒng)成像。第三章至第七章分別對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的光束限制、像差理論與像質(zhì)評(píng)價(jià)、光度學(xué)與色度學(xué)基礎(chǔ)、人眼的光學(xué)和目視光學(xué)儀器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)正確掌握應(yīng)用光學(xué)中的一些基本成像概念、成像規(guī)律以及基本光學(xué)技術(shù)，學(xué)會(huì)運(yùn)用這些知識(shí)和技能來(lái)正確地進(jìn)行各種成像計(jì)算和作圖，包括簡(jiǎn)單的光路計(jì)算以及相應(yīng)的光路圖繪制。成績(jī)?cè)u(píng)定理論考核成績(jī)70%，實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)20%，平時(shí)成績(jī)10%。二、學(xué)時(shí)分配表章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)理論實(shí)驗(yàn)合計(jì)一波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)628二幾何光學(xué)成像14317三光學(xué)系統(tǒng)的光束限制44四像差理論與像質(zhì)評(píng)價(jià)88五光度學(xué)與色度學(xué)基礎(chǔ)44六人眼的光學(xué)66七目視光學(xué)儀器235合計(jì)44852（內(nèi)容為小四號(hào)宋體字）三、內(nèi)容眼視光應(yīng)用光學(xué)是眼視光學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)的首門專業(yè)課，是一個(gè)具有很強(qiáng)的理論基礎(chǔ)的學(xué)科。內(nèi)容包括波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)、幾何光學(xué)成像、光學(xué)系統(tǒng)的光束限制、像差和人眼的光學(xué)等。本大綱主要供我系眼視光醫(yī)學(xué)專業(yè)五年制本科學(xué)生使用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱理論教學(xué)目標(biāo)與要求第一章波動(dòng)光學(xué)基礎(chǔ)[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：1.光的干涉和衍射現(xiàn)象出現(xiàn)明暗條紋的條件；2.獲得偏振光的幾種方法。熟悉：1.獲得相干光的條件；2.光的散射的分類。了解：1.傅立葉光學(xué)的幾個(gè)基本概念和其在光學(xué)成像中的應(yīng)用。[重點(diǎn)]1.光的干涉和衍射現(xiàn)象出現(xiàn)明暗條紋的條件；2.馬呂斯定律和布儒斯特定律。[難點(diǎn)]1.雙縫干涉、單縫衍射；2.馬呂斯定律。[教學(xué)時(shí)數(shù)]8學(xué)時(shí)（課堂講授6學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)光源：光的相干性光源光的單色性重點(diǎn)講解三、光的相干性四、相干光的獲得第二節(jié)光的干涉一、波的疊加原理二、光程與光程差三、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)詳細(xì)講解四、勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)五、薄膜干涉第三節(jié)光的衍射一、單縫衍射二、圓孔衍射詳細(xì)講解三、光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)四、光柵衍射第四節(jié)光的偏振自然光與偏振光馬呂斯定律詳細(xì)講解布儒斯特定律光的雙折射二項(xiàng)色性一般講解物質(zhì)的旋光性第五節(jié)光的散射瑞利散射定律米散射重點(diǎn)講解喇曼散射布里淵散射第六節(jié)傅里葉光學(xué)基礎(chǔ)概述傅里葉光學(xué)的幾個(gè)基本概念自修內(nèi)容傅里葉變換傅里葉變換在光學(xué)成像中的應(yīng)用[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件一、課堂講授光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象二、舉例說(shuō)明常見(jiàn)的散射現(xiàn)象第二章幾何光學(xué)成像[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：1.幾何光學(xué)的四個(gè)基本定律和光的可逆性原理，以及光線、光束和光程，符號(hào)規(guī)則；2.平面鏡成像特性；3.單球面及透鏡近軸區(qū)域成像性質(zhì)；4.理想光學(xué)系統(tǒng)各基點(diǎn)、基面及光焦度的概念，學(xué)會(huì)用作圖法求像及簡(jiǎn)單光路圖繪制。熟悉：1.物空間與像空間，共軛關(guān)系和共軛距離等基本成像概念；2.光線經(jīng)棱鏡的反射和折射；3.光學(xué)系統(tǒng)的橫向放大率。了解：1.共軸球面系統(tǒng)成像的一般規(guī)律；2.光學(xué)系統(tǒng)的組合。[重點(diǎn)]1.幾何光學(xué)的四個(gè)基本定律和光的可逆性原理及其應(yīng)用舉例；2.單球面及透鏡近軸區(qū)域成像性質(zhì)；3.理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)（主點(diǎn)、焦點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)）、基面（主平面、焦平面、節(jié)平面）；系統(tǒng)的物象關(guān)系（分作圖法求像和解析法求像）；系統(tǒng)放大率及其相互關(guān)系。[難點(diǎn)]1.光學(xué)系統(tǒng)近軸成像；2.軸上物點(diǎn)對(duì)應(yīng)共軛像點(diǎn)的兩種作圖法。[教學(xué)時(shí)數(shù)]17學(xué)時(shí)（課堂講授14學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)基本概念與基本原理光線光束折射率光的直線傳播定律光的獨(dú)立傳播定律詳細(xì)講解光的反射定律和折射定律光路可逆性原理費(fèi)馬原理成像的基本條件符號(hào)規(guī)則第二節(jié)近軸光學(xué)系統(tǒng)成像一、平面光學(xué)系統(tǒng)成像二、薄棱鏡片三、棱鏡片焦度詳細(xì)講解四、球面光學(xué)系統(tǒng)近軸成像五、透鏡光學(xué)系統(tǒng)成像第三節(jié)理想光學(xué)系統(tǒng)成像一、理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面二、理想光學(xué)系統(tǒng)成像詳細(xì)講解三、理想光學(xué)系統(tǒng)的組合[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件:一、課堂講授平面鏡的成像特性；光線經(jīng)單球面的反射及折射；理想光學(xué)系統(tǒng)的組合；光束的會(huì)聚度與光學(xué)系統(tǒng)的光焦度（屈光力）的關(guān)系二、畫圖說(shuō)明符號(hào)規(guī)則；單球面近軸成像區(qū)的成像性質(zhì)；薄棱鏡近軸成像性質(zhì)；厚透鏡的基點(diǎn)和基面第三章光學(xué)系統(tǒng)的光束限制[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：1.光學(xué)系統(tǒng)中孔徑光闌和視場(chǎng)光闌及其作用；熟悉：1.光學(xué)系統(tǒng)的景深與焦深；2.減小測(cè)量誤差的兩種遠(yuǎn)心光路。了解：漸暈；景深與焦深計(jì)算公式。[重點(diǎn)]1.光學(xué)系統(tǒng)中孔徑光闌和視場(chǎng)光闌。[難點(diǎn)]1.景深公式、焦深公式；2.遠(yuǎn)心光路。[教學(xué)時(shí)數(shù)]4學(xué)時(shí)（課堂講授4學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)孔徑光闌和視場(chǎng)光闌孔徑光闌與光瞳視場(chǎng)光闌與窗詳細(xì)講解漸暈第二節(jié)景深與焦深一、光瞳中心為基準(zhǔn)點(diǎn)的成像公式二、景深公式重點(diǎn)講解三、焦深公式第三節(jié)遠(yuǎn)心光路一、物方遠(yuǎn)心光路一般講解二、像方遠(yuǎn)心光路[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件:一、課堂講授孔徑光闌，主光線，視場(chǎng)光闌知知識(shí)點(diǎn)二、畫圖說(shuō)明景深和焦深知識(shí)點(diǎn)，遠(yuǎn)心光路知識(shí)點(diǎn)第四章像差理論與像質(zhì)評(píng)價(jià)[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：1.七種幾何像差的成因、定義、性質(zhì)及影響因素。熟悉：波像差的基本概念；光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)——分辨率法。了解：系統(tǒng)光路計(jì)算的方法和步驟及點(diǎn)列圖。[重點(diǎn)]1.七種幾何像差。[難點(diǎn)]1.幾種光線的光路計(jì)算。[教學(xué)時(shí)數(shù)]8學(xué)時(shí)（課堂講授8學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)基本概念——詳細(xì)講解第二節(jié)光線的光路計(jì)算一、近軸光線的光路計(jì)算重點(diǎn)講解二、軸上點(diǎn)遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算三、軸外點(diǎn)子午面內(nèi)遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算一般講解四、軸外點(diǎn)沿主光線細(xì)光束的光路計(jì)算第三節(jié)球差第四節(jié)彗差第五節(jié)像散和場(chǎng)曲像散場(chǎng)曲詳細(xì)講解第六節(jié)畸變第七節(jié)色差位置色差倍率色差第八節(jié)像差計(jì)算的譜線選擇——自修內(nèi)容第九節(jié)波像差第十節(jié)光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)評(píng)價(jià)一、斯特列爾判斷概二、瑞利判斷詳細(xì)講解三、分辨率四、點(diǎn)列圖五、光學(xué)傳遞函數(shù)六、其他像質(zhì)評(píng)價(jià)方法——自修內(nèi)容[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件:一、課堂講授球差；彗差；像散；像場(chǎng)彎曲（簡(jiǎn)稱場(chǎng)曲）；畸變；色差知識(shí)點(diǎn)二、舉例說(shuō)明常見(jiàn)的像差三、對(duì)比幾種像質(zhì)評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)第五章光度學(xué)與色度學(xué)基礎(chǔ)[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：視見(jiàn)函數(shù)、光通量、發(fā)光強(qiáng)度、光照度和光亮度的概念；學(xué)會(huì)光照度的簡(jiǎn)單計(jì)算方法。熟悉：1.輻射通量、發(fā)光效率、光出射度的概念；2.光學(xué)系統(tǒng)光能損失的簡(jiǎn)單估算；3.顏色的分類與特性；4.顏色混合和匹配。了解：1.光源的顏色特性和物體的光譜特性；2.格拉斯曼顏色混合定律。[重點(diǎn)]1.輻射度學(xué)量與光度學(xué)量；2.顏色的概念和分類。[難點(diǎn)]1.軸上像點(diǎn)和軸外像點(diǎn)的光照度公式。[教學(xué)時(shí)數(shù)]4學(xué)時(shí)（課堂講授4學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)輻射度學(xué)量與光度學(xué)量立體角輻射通量輻射強(qiáng)度人眼的視見(jiàn)函數(shù)光通量詳細(xì)講解發(fā)光強(qiáng)度光照度光亮度光照度公式發(fā)光強(qiáng)度余弦定律第二節(jié)光傳播中的光度學(xué)量變化一、均勻透明介質(zhì)情形二、折射情形重點(diǎn)講解三、反射情形第三節(jié)成像系統(tǒng)像面的光照度一、軸上點(diǎn)的光照度公式一般講解二、軸外像點(diǎn)的光照度公式第四節(jié)顏色的概念和分類顏色的概念重點(diǎn)講解顏色的分類和特性第五節(jié)顏色混合和匹配顏色混合與匹配實(shí)驗(yàn)格拉斯曼顏色混合定律重點(diǎn)講解顏色匹配方程三刺激值[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件:課堂講授光通量，發(fā)光強(qiáng)度，光出射度，彩色的特性和顏色的匹配等知識(shí)點(diǎn)第六章人眼的光學(xué)[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：人眼的結(jié)構(gòu)，模型眼與簡(jiǎn)化眼的區(qū)別；人眼的調(diào)節(jié)與屈光，人眼的遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)與明視距離；人眼的分辨極限。熟悉：1.正視眼與非正視眼；2.近視眼和遠(yuǎn)視眼的光學(xué)透鏡矯正；3.人眼的幾何像差和波像差。了解：1.人工晶狀體的材料和其焦度的計(jì)算；2.人眼的立體視覺(jué)和雙眼視差。[重點(diǎn)]1.人眼的結(jié)構(gòu)及人眼的調(diào)節(jié)與屈光過(guò)程；2.人眼的視角和分辨極限。[難點(diǎn)]1.近視眼和遠(yuǎn)視眼的光學(xué)透鏡矯正，人工晶狀體角度的計(jì)算。[教學(xué)時(shí)數(shù)]6學(xué)時(shí)（課堂講授6學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]人眼結(jié)構(gòu)人眼的屈光系統(tǒng)詳細(xì)講解人眼的感光系統(tǒng)第二節(jié)模型眼與簡(jiǎn)化眼一、模型眼重點(diǎn)講解二、簡(jiǎn)化眼第三節(jié)調(diào)節(jié)與屈光調(diào)節(jié)正視眼與非正視眼詳細(xì)講解人眼的遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)與明視距離近視和遠(yuǎn)視眼的光學(xué)透鏡矯正第四節(jié)人眼的分辨視角詳細(xì)講解人眼的分辨極限第五節(jié)人眼的像差人眼的幾何像差重點(diǎn)講解二、人眼的波像差第六節(jié)人工晶狀體眼光學(xué)人工晶狀體的材料一般講解人工晶狀體焦度的計(jì)算第七節(jié)雙眼視差立體視覺(jué)重點(diǎn)講解雙眼視差[教學(xué)方法]使用眼視光應(yīng)用光學(xué)CAI課件:一、課堂講授人眼的屈光系統(tǒng)；感光系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)；模型眼；簡(jiǎn)化眼；人眼的調(diào)節(jié)與屈光二、人眼點(diǎn)、近點(diǎn)與明視距離；人眼的分辨極限；人工晶狀體焦度的計(jì)算；雙眼視差第七章目視光學(xué)儀器[教學(xué)目標(biāo)與要求]掌握：放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)原理及其成像特性；目視光學(xué)儀器的視放大率。熟悉：1.顯微鏡物鏡的分辨極限，望遠(yuǎn)鏡的分類、分辨本領(lǐng)。了解：目視光學(xué)儀器的一般特性；目鏡的光學(xué)特性；望遠(yuǎn)鏡在低視力保健和康復(fù)中的應(yīng)用。[重點(diǎn)]1.放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的成像特性。[難點(diǎn)]1.放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)原理。[教學(xué)時(shí)數(shù)]5學(xué)時(shí)（課堂講授2學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)3學(xué)時(shí)）[教學(xué)內(nèi)容]第一節(jié)目視光學(xué)儀器的視放大率——詳細(xì)講解第二節(jié)放大鏡目鏡