課程資訊
課程名稱
光學導論
Optics 
開課學期
109-2 
授課對象
理學院  物理學系  
授課教師
朱士維 
課號
Phys4001 
課程識別碼
202 40110 
班次
 
學分
3.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期二7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
新物304 
備註
與張允崇合授
總人數上限:50人 
 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

光在生活中幾乎無所不在,只是因為太普遍而常常被忽略。本課程可分為幾何光學及波動光學兩大部分。其中幾何光學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。但當討論的尺度小到波長等級時,波動光學就變的非常重要,舉凡極化、干涉、波導、繞射、成像及解析度等都需要應用以傅氏轉換為基礎的波動光學。除了課堂講授之外,學生親自動手感受光學的迷人之處也很重要。學生將需要自行製作一套可以驗證某一光學特性的系統,發揮「資源有限,創意無窮」的精神。 

課程目標
瞭解幾何光學原理
瞭解波動光學(傅氏光學)原理
熟悉基礎光學成像原理
學習必要的數學工具 
課程要求
 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
另約時間 
指定閱讀
Hecht, Optics 5E, Pearson 2016  
參考書目
A. Yariv & P. Yeh, Photonics 6th ed. (Oxford)
J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics 3rd ed. (Roberts & Company)
H. A. Haus, Waves and Fields in Optoelectronics (Prentice-Hall)
M. Minnaert, Light and Color in the Outdoors (Springer-Verlag) 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
報告 
40% 
 
2. 
期末考 
30% 
 
3. 
作業 
20% 
 
4. 
課程參與 
10% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
02/23  Course Calendar/Course Information 
第2週
03/02  Why optics and concept of photons 
第3週
03/09  Light matter interactions
Project: Team list 
第4週
03/16  Geometrical optics I: lens and mirrors (ABCD matrix) 
第5週
03/23  Special topics: human eye l
Project: Submit the project proposal 
第6週
03/30  Special topics: human eye ll
Mini-exam 1
Project: Review by peers 
第7週
04/06  Spring break 
第8週
04/13  Other imaging instruments
Project: Submit the project revision 
第9週
04/20  Geometrical optics II: aberrations 
第10週
04/27  Wave Optics 0: Review of EM wave properties / Gaussian beam derivation
Project: Submit a lens holder by 3D printing  
第11週
05/04  Wave optics I: polarization
Mini-exam 2 
第12週
05/11  Wave optics II: interference and coherence 
第13週
05/18  Wave optics II: interference and coherence
Project: Concept presentation 
第14週
05/25  Review of Fourier transform / Fresnel and Fraunhofer diffraction 
第15週
06/01  Lens and Fourier transform 
第16週
06/08  Final Exam 
第17週
06/15  Final Exam Review / Course Review
Project: Submit Video demonstration 
第18週
06/22  Project: Poster report
Project: Submit final written report (in one week)