基礎光學 I (Introduction to Optics I)

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Overview

光在生活中幾乎無所不在,但是反而因為太普遍而常常被忽略。事實上,從牛頓以來,對於光本質究竟為何的探討,未曾停歇。而這些探討也帶來了如電磁波,相對論,與量子力學等科學上非常重要的發展。

本系列課程將會有幾何光學和波動光學兩部分,分別開在基礎光學一和基礎光學二的課堂中。

在基礎光學一會介紹幾何光學,探討生活中常見的光學現象,以光束追蹤方式描述常見的光學元件及成像系統,並能對其中的像差進行設計。

課程具體課程目標包括:
瞭解幾何光學原理
熟悉基礎光學成像原理
學習必要的數學工具來描述光學現象

歡迎大家一起進入光的饗宴!

Syllabus

第一週
生活中的哪裡會用到光學?
光學的歷史進展
從牛頓到愛因斯坦 -- 光的本質到底是粒子還是波?

第二週:
當光撞上物質,會有哪些交互作用?
反射--折射--散射--吸收--放光

第三週:
數學是物理之母 -- 如何用數學描述一道光?
透鏡和鏡子也可以用數學式表示? -- 介紹ABCD矩陣
追著光束跑 -- 光束追蹤法(ray-tracing)看成像原理

第四週:
人體的成像系統 -- 眼睛的光學奧秘

第五週:
照相機裡面到底有什麼? -- 淺談相機原理(光場相機是啥?)
浪漫的夜觀星空 -- 望遠鏡原理
也是蠻浪漫的觀察草履蟲 -- 顯微鏡原理
看遠看近兩相宜 -- 望遠鏡與顯微鏡可以互換嗎?

第六週:
透鏡就和人生一樣並不完美 -- 幾何像差介紹