課程資訊
課程名稱
光學導論
OPTICS 
開課學期
96-2 
授課對象
學程  光機電系統學程  
授課教師
朱士維 
課號
Phys4001 
課程識別碼
202 40110 
班次
 
學分
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四7,8,9(14:20~17:20) 
上課地點
新物112 
備註
總人數上限:90人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/962optics 
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
需具備電磁學基礎,熟悉Maxwell equation及電磁波傳導特性。 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
每週四 10:00~12:00 
指定閱讀
 
參考書目
E. Hecht, Optics. 4th ed. Addison-Wesley (2001).
J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics. 3rd ed. Roberts & Company
(2004).  
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期中考 
20% 
 
2. 
期末考 
20% 
 
3. 
作業 
30% 
 
4. 
報告 
30% 
自評25%,同組同儕評分25%,教師評分50% 並由同學選出金創意獎。 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
2/21  A. Why optics and concept of photons B. Light propagation I -- reflection and refractionC. Light propagation II -- waveguide 
第2週
2/28  HOLIDAY!! 
第3週
3/06  A. Geometrical optics I -- lensB. Geometrical optics II -- mirror 
第4週
3/13  A. Special topics: human eyeB. Other imaging instruments 
第5週
3/20  Geometrical optics III: aberrationsWave Optics 0: Review of EM wave properties 
第6週
3/27  Gaussian Optics  
第7週
4/03  Gaussian beam derivation 
第8週
4/10  Polarization 
第9週
4/17  Midterm 
第10週
4/24  Midterm review
& 4/27 interference and coherence 
第11週
5/01  Fabry Perot and laser principle 
第12週
5/08  course moved to 4/27 
第13週
5/15  A. Fourier transformB. Project presentation: group 2 and 9 
第14週
5/22  A. Frensnel diffractionB. Project presentation II: group 5 and 1 
第15週
5/29  A. Fraunhofer diffraction
B. Project presentation III: group 3 and 7 
第16週
6/05  A. lens and fourier transform B. Project presentation IV: group 4 and 8 
第17週
6/12  A. imaging with wave opticsB. Project presentation V: group 6C. Course review