1.1光源的相干性1.光的波动性2.光的时间相干性4.综合空间相干性板书3.光的空间相干性定义相干体积：Vc=AcxLc（1）纵向空间相干性(2）横向空间相干性[1]陈秀艳，高朋，王研，等.激光原理[EB/OL]https://mooc1.chaoxing.com/course/219101904.html,2022-08-06/2022-08-16主要[2]蔡敏，陈秀艳.激光原理精品资源共享课[EB/OL]参考资料http://sharecourse.upln.cn/pdt/sharecourse/index.html2013-12-02/2022-08-16.[3]陈家璧，彭润玲激光原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2019:14[4]周炳琨.激光原理[M].北京：国防工业出版社，2014:7-8教学效果：1.通过课前线上预习，学生对波动光学产生的历史背景掌握较好，起到了知识衔接和承上启下的作用，在前期《光学》、《基础物理实验》课程中，对相干性基本概念与基础知识复习基础上，为本节课光波时空相干性的开展打下了基础；2.在提问与互动过程中发现：一部分同学通过线上学习，对光的时间相于性、纵向空间相干性和横向空间相干性已经掌握较好，但一部分同学对于纵向空间相干性与时间相干性具有相同的物理意义，理解还不到位，通过课堂小组讨论、老师系统讲解与归纳总结，解决了课前疑问，达到了良好的学习效果。存在问题；1.相干体积中包含了光源相干体积和光场相干体积两部分，在例题讲解中，较课后总结多同学容易混淆二者的区别；与分析2.部分同学没有完成课前线上预习，对于重难点知识点理解和掌握较慢，对纵向空间相干性与时间相干性的区别、尤其对于相干体积概念比较抽象，理解上还是有一定难度；3.光源相干性与单色性的关系，较为抽象，部分学生容易将二者关系脱离思考。改进措施：1.结合杨氏双缝干涉实验进行相干体积的区域描述：2.课前提醒同学加强线上学习，完成自测题：3.增加学生线上提出问题的分值比例，鼓励学生带着问题走进课堂：4.在本章后续课程学习中，应用本节课知识点，进一步进行提示、复习与巩固
板书 主要 参考资料 [1] 陈秀艳, 高朋, 王研, 等. 激光原理[EB/OL]. https://mooc1.chaoxing.com/course/219101904.html, 2022-08-06/2022-08-16. [2] 蔡敏, 陈秀艳. 激光原理精品资源共享课[EB/OL]. http://sharecourse.upln.cn/pdt/sharecourse/index.html, 2013-12-02/2022-08-16. [3] 陈家璧, 彭润玲. 激光原理及应用[M]. 北京: 电子工业出版社，2019:14. [4] 周炳琨. 激光原理[M]. 北京: 国防工业出版社，2014:7-8. 课后总结 与分析 教学效果： 1. 通过课前线上预习，学生对波动光学产生的历史背景掌握较好，起到了知识 衔接和承上启下的作用，在前期《光学》、《基础物理实验》课程中，对相干性基 本概念与基础知识复习基础上，为本节课光波时空相干性的开展打下了基础； 2. 在提问与互动过程中发现：一部分同学通过线上学习，对光的时间相干性、 纵向空间相干性和横向空间相干性已经掌握较好，但一部分同学对于纵向空间相干 性与时间相干性具有相同的物理意义，理解还不到位，通过课堂小组讨论、老师系 统讲解与归纳总结，解决了课前疑问，达到了良好的学习效果。 存在问题： 1.相干体积中包含了光源相干体积和光场相干体积两部分，在例题讲解中，较 多同学容易混淆二者的区别； 2. 部分同学没有完成课前线上预习，对于重难点知识点理解和掌握较慢，对纵 向空间相干性与时间相干性的区别、尤其对于相干体积概念比较抽象，理解上还是 有一定难度； 3.光源相干性与单色性的关系，较为抽象，部分学生容易将二者关系脱离思考。 改进措施： 1. 结合杨氏双缝干涉实验进行相干体积的区域描述； 2. 课前提醒同学加强线上学习，完成自测题； 3. 增加学生线上提出问题的分值比例，鼓励学生带着问题走进课堂； 4. 在本章后续课程学习中，应用本节课知识点，进一步进行提示、复习与巩固。 §1.1 光源的相干性 1. 光的波动性 2. 光的时间相干性 4. 综合空间相干性 3. 光的空间相干性 定义相干体积：Vc=Ac× Lc (1) 纵向空间相干性 (2) 横向空间相干性
教案授课第一章激光辐射概论课题81.2光波模式与光子态知识目标：1.掌握光波模式的概念：2.掌握光子态的概念；3.了解光波模式与光子态的统一性与等价性：4.掌握光子简并度的多种等价描述方法。能力目标：1.通过光波模式和光子态相干性概念的总结，以及光子简并度的几种不同描述方法，培养学生归纳总结的能力：教学目标2.通过光的波粒二相性与光波模式和光子态的关系，培养学生深入思考、并应用已学知识认识新事物的能力：3.通过学习通课前线上自学、预习与自测，培养学生主观能动性、提高自学能力和独立思考的能力。素质目标：1.培养学生提升辩证思维能力：从光既具有粒子性，又具有波动性这一客观事实出发，学会多角度看待问题；2.培养学生要有担当，要有责任感。教学重点：光波模式的概念、光子态的概念、光波模式与光子态的统一性与等重点价性、光子简并度的多种等价描述。难点教学难点：光波模式与光子态的统一性与等价性、光子简并度的多种等价描述。教学方法讲授法、问题教学法、课前预习法、目标教学法、小组讨论法等教学手段多媒体教学、板书、超星学习平台等现代化教学手段教学时数3学时教学过程教学活动教学内容设计一、新课导入：（约5分钟）知识回顾：光是一种电磁波，既有波动性，又有粒子性以复习旧知的波动性物理量：频率、波长、偏振形式导入新课（1）波长与频率：C=AV
教 案 教学目标 知识目标：1.掌握光波模式的概念； 2.掌握光子态的概念； 3.了解光波模式与光子态的统一性与等价性； 4.掌握光子简并度的多种等价描述方法。 能力目标：1.通过光波模式和光子态相干性概念的总结，以及光子简并度的几 种不同描述方法，培养学生归纳总结的能力； 2.通过光的波粒二相性与光波模式和光子态的关系，培养学生深入 思考、并应用已学知识认识新事物的能力； 3.通过学习通课前线上自学、预习与自测，培养学生主观能动性、 提高自学能力和独立思考的能力。 素质目标: 重 点 难 点 教学重点：光波模式的概念、光子态的概念、光波模式与光子态的统一性与等 价性、光子简并度的多种等价描述。 教学难点：光波模式与光子态的统一性与等价性、光子简并度的多种等价描述。 教学方法 讲授法、问题教学法、课前预习法、目标教学法、小组讨论法等 教学手段 多媒体教学、板书、超星学习平台等现代化教学手段 教学时数 3 学时 教学活动 设计 一、新课导入：（约 5 分钟） 知识回顾：光是一种电磁波，既有波动性，又有粒子性 波动性物理量：频率、波长、偏振 （1）波长与频率: 以复习旧知的 形式导入新课 c 2.培养学生要有担当，要有责任感。 1.培养学生提升辩证思维能力：从光既具有粒子性，又具有波动 性这一客观事实出发，学会多角度看待问题；
（2）偏振：部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光粒子性物理量：能量、质量、动量（1）在真空中一个光子的能量ε=hv老师提出问题，式中h是普朗克常数，h=6.63×10-34J·s确立解决问题&hv（2）光子具有运动质量m=一hv=mc2c?的目标，导入新（3）光子的动量课hvh_h2元起h_kP=mcn.="一h="-n.==℃0元02元元。2元提出问题：每个人都同时具有有不同的身份，有不同的称呼和被描述的特征，，如名字、社会身份、家庭身份，而光子同时具有波动性和粒子性，那么具体描述方法又都是什么呢？二者又是如何统一称为一个整体的呢？一、新课讲解：1.光波模式一一波动性的具体描述（约55分钟）提问：《光学》定义：按照经典电磁场理论，在一个有边界条件限制的空间只可能存在课程中波矢的系列独立的具有特定光波矢的单色平面驻波，这种以波失为标志的单色平面驻概念与表达式、波称为光波模式。复习驻波形成每一个电磁波有两种独立的偏振状态，故每一个波矢对应两个具有不同偏的条件振方向的光波模式。求解体积为V=△x△y△=的立方体空腔中可以独立存在的光波模式数：提出思考：根据波矢的概念以及公式（1.2.1），波矢Ay是空间物理量Xk还是时间物理图1.3立体空腔量?由驻波条件可知，存在于此立方体空腔内的光波模式的波矢量必须满足下通过提示：消除列条件：学生对波矢坐kAx=m元标系的陌生感(1.2.1)k,Ay=nπ=元式中，m、n、g都为正整数。每一组不同的m、n、g数值的组合便对应了一个光波失，或两个不同偏振态的光波模式。以k，、k，、k.为坐标轴，建立波矢量空间，每一个点代表一个允许存在的光波失，如图1.4所示
（2）偏振：部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、自然光 粒子性物理量：能量、质量、动量 （1）在真空中一个光子的能量 式中 h 是普朗克常数，h=6.63×10 -34J•s （2）光子具有运动质量 （3）光子的动量 提出问题：每个人都同时具有有不同的身份，有不同的称呼和被描述的特 征，如名字、社会身份、家庭身份，而光子同时具有波动性和粒子性，那么具 体描述方法又都是什么呢？二者又是如何统一称为一个整体的呢？ 一、新课讲解： 1. 光波模式——波动性的具体描述 （约 55 分钟） 定义：按照经典电磁场理论，在一个有边界条件限制的空间只可能存在一 系列独立的具有特定光波矢的单色平面驻波，这种以波矢为标志的单色平面驻 波称为光波模式。 每一个电磁波有两种独立的偏振状态，故每一个波矢对应两个具有不同偏 振方向的光波模式。 求解体积为 的立方体空腔中可以独立存在的光波模式数： 由驻波条件可知，存在于此立方体空腔内的光波模式的波矢量必须满足下 列条件： (1.2.1) 式中，m、n、q 都为正整数。每一组不同的 m、n、q 数值的组合便对应了 一个光波矢，或两个不同偏振态的光波模式。 以 为坐标轴，建立波矢量空间，每一个点代表一个允许存在的 光波矢，如图 1.4 所示。 图 1.3 立体空腔 老师提出问题， 确 立 解 决 问 题 的目标，导入新 课 提问：《光学》 课 程 中 波 矢 的 概念与表达式、 复 习 驻 波 形 成 的条件 提出思考： 根 据 波 矢 的 概 念 以 及 公 式 （1.2.1），波矢 是 空 间 物 理 量 还 是 时 间 物 理 量？ 通过提示：消除 学 生 对 波 矢 坐 标系的陌生感 V xyz x y z k 、k 、k 2 2 2 h m h mc c c 0 0 0 0 2 2 2 h h h h P mcn n n n k c h y z k x m x k y n k z q