光学A(陈巍) 2023秋 2022秋  课程号:PHYS1003A02
2023秋 2022秋  课程号:PHYS1003A02
9.0(7人评价)
9.0(7人评价)
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
选课类别:计划 教学类型:理论课
课程类别:本科计划内课程 开课单位:物理学院
课程层次:通修   学分:4.0
课程主页:暂无(如果你知道,劳烦告诉我们!)
排序 学期

评分 评分 7条点评

慝名用户 2023秋
  • 课程难度:困难
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:超好
  • 收获大小:一般
  • 难度:困难
  • 作业:很少
  • 给分:超好
  • 收获:一般

从宏观上《光学A》没有一个有明确的带有逻辑层次的结构。关于什么是明确的带有逻辑层次的结构,不妨回顾一下其他的一些没有广受诟病的课程吧。《力学A》大部分的内容都在“从牛顿定律出发考虑有不同特征的力学体系”的框架内。《电磁学A》几乎所有的内容都在“从有关带电物体的实验事实中得到关于电磁场的完备的麦克斯韦方程组”的框架内。《理论力学A》虽然被分为了拉格朗日力学体系和哈密顿力学但是之间仍有诸多的双向的联系。与之截然相反的是,《光学A》完全是光的不同的现象及其解释的一种简单罗列。我认为事实上这样的罗列是大可不必的。正确的思路是利用公理化体系作为出发点。《光学A》的所有内容都是可以用完备的无电荷电流的麦克斯韦方程组+对于物质的等效模型解释的。波恩的《光学原理》的处理基本上就是这样的,但是弊端在于这种方式可能具有太高的数学难度。因此我认为正确的事一种折中的方式,即利用傅立叶光学描述的光场+对于物质的等效模型的框架进行讨论。傅立叶光学描述的光场能够完全描述经典情况下真空中的光场能够发生的的全部的现象,即几何光学现象、干涉现象、衍射现象。我在听到傅立叶光学的内容时整个人顿时感到焕然一新,原来之前那么多比较零散的内容都可以在这里统一起来!所谓的不同的现象也就是不同的近似下的不同简化罢了。这一部分几乎除了折射率可能会被用在少量的部分之外完全不需要引入物质,这种自洽性也是这种框架的合理性的支持的论据之一。对于物质的等效模型大概分为两大块吧。第一块是从原子分子的角度对一些物质为什么具有某些性质做了一些解释。这里面用的模型主要是经典或半经典的阻尼振子。虽然这本质上来说是一种历史上的残留物,但是这种模型从教学目的来说其实也没啥不恰当的地方。第二块是从物体的角度把微观层面上从理论模型出发将物体参数化。得到的参数包括折射率、吸收率、散射性能等等。

从微观上来看《光学A》的知识脉络或者不同知识点是完全离散的。我认为微观的结构大概分为两种,分别是从抽象到具体和从具体到抽象。这两种过程中都需要逻辑上的联系,而《光学A》恰恰就是完全缺乏了这一点。从抽象到具体的目的毫无疑问是解决一些具体的问题,所以背后的动机在这里面极其的重要。这一点在光学理论的部分很突出,因为人们对光感兴趣是因为人们能够看见光以及它的各种现象,着往往都涉及到光的作用体现在物质上的过程。这一点在光学仪器的部分只能说更加的突出。因为光学仪器归根结底就是对光进行制备、变换和探测的,其最终目的就是对现实中的物质产生影响或进行测量。但是《光学A》中相当于没有提及当时的人们有哪些需求,导致学的人无法理解光学仪器的意义。之所以我这个地方的措辞是“相当于”,是因为关于这些方面老师或者课本能够进行口头或者书面表述,但是这种表述只能是比较肤浅的以及含糊的,因为学的人并没有亲自体会它的可能性。从具体到抽象的目的是为了进行一些概括和迁移。其中代价是形成模型的过程中会必然会损失一些细节,而解释好为什么这些细节是无关紧要的是非常重要的,而这些细节是无关紧要的往往具有一定的前提,这些前提被突破了就是新的可能性的起源。而《光学A》往往相当于没有解释这些“为什么”就直接建立了模型并且进行了参数化。这样不仅会导致对以往模型的过分信任从而需要很长时间才能接受新的模型,同时还会导致对以往模型的过分不信任从而无法将旧的理论迁移到新的模型中从而不需要从零做起。后者的重要性的例子有很多,比如理论力学中的哈密顿量可以轻而易举地量子化并成为量子力学中的哈密顿量。比如我在学光学的时候就会一直困惑于这个问题:有哪些“几何光学的器件”可以在波动光学里面使用?有哪些“波动光学的器件”可以在量子光学中使用?这两个问题可能是在科研中非常重要的。

我认为正确的做法是把《光学A》和《大学物理- 基础实验A》结合起来。目前这两门课都广受诟病但是我认为它们一旦相结合反而会负负得正。首先《光学A》中的知识脉络或者不同知识点之间能够得到非常有效的联系,因为无论是从抽象到具体的过程有了动机还是从具体到抽象的过程明确了有哪些动机和前提。其次《大学物理- 基础实验A》也可以减少任务量,因为如果它的内容对学的人真的有帮助的话,完全没有必要通过交报告的硬性的形式督促了。并且这从执行的角度也挺合理的,毕竟现在一级和二级大物仿佛有一半不到都是光学实验呢。当然现实情况是这种美妙的设想无非是天中楼阁,因为目前从行政的角度理论课和实验课是完全分开的。从这种角度看我们的校训“理实交融”竟然成为了一个可望而不可即的目标,是不是真的挺讽刺的?没有这么做的结果是,《光学A》不仅成功地让学习它的过程变得很痛苦,还给后面几乎所有的有关的课挖了填不完的坑。这对于大部分同学来说还好,但是对于有些以后从事相关方面的同学来说就很致命了。对于我个人而言,我目前的研究方向预计是非经典光场,由于也依赖于实验上的实现肯定会受一些影响,但是因为描述起来是另一套公理体系所以应该不会特别寄。

不过无论如何陈老师讲的还是很不错的。老师不仅会讲课本上的内容,也会讲光学在现实生产生活中的应用,还会讲光学如何和线性代数中的矩阵相结合。老师也会把一些仪器带到课上做演示,也会借此机会强调安全的重要性。作业量还算比较少每周也就几道题,大部分是书上的原题但是也有少量的老师自己的题。总体来说两位助教尤其是孙助教也都很不错,我的作业中的错误都能一个不漏地指出来。可惜的是习题课一共只有两次,都在考试前面一个月之内,并且都是半个小时就结束的,尽管如此仍然有所收获的。因为没有期中所以加了两次小测会提前通知,答的只要不太离谱就能拿满分。然而可能是我中学的时候没有学过的缘故吧,我学这门课经常跟不上老师的思路也没时间记公式和内容。我做作业的时候不得不来回翻课本、笔记、PPT,有的时候甚至要求求助于那本参考答案。因此我考试前几天还处于什么公式都不会的状态,好在那几天刷了往年题知道了有哪些不会,然后疯狂看书背不会推导的公式。最后的结果是考试一个半小时就做完了并且感觉很轻松,最后总评还可以,但是因为没有小论文所以没能更高一点。感觉我对待这门课的态度或许值这个分,但是我对这门课的掌握程度老师给我任何一个不挂科的成绩都能说得过去吧。

(最后修改于 7 2 复制链接
bob很显然《光学》这门课的脉络是历史,框架就是“对光本性的认知”,光线、光波、光量子三个阶段。 同时教光学的老师大都不是搞理论物理的,所以从这种角度教授,的确傅里叶光学对非量子的光学做到了集大成,但是这不符合历史,就好像利用拉格朗日方程推导牛顿运动定律一样荒谬。更多关注于实验和实际模型,更能够体现出光学相比于电磁学、电动力学不同的地方。
慝名用户回复 @bob: 我当然能理解“用历史作为脉络”具有一定的合理性,但是我认为《光学A》这门课“用历史作为脉络”是不够好的。您在后面的论据也只是说明了在一些特定场合下“用历史作为脉络”或许是合理的,但是这种情况并不具有普遍性。从一个角度看,牛顿力学和拉格朗日力学是完全等效的公理化体系,而几何光学和波动光学之间是不等价的近似关系,所以这两个并不具有可比性。至于老师是不是做理论物理的我觉得和是否要用“历史作为脉络”并没有必然联系。例如做理论物理的石名俊老师的《量子力学A》是从古老的Stern-Gerlach实验入手讲解的。又例如比较进阶的光学课程,例如《非线性光学》《量子光学》也是分别从有物质参与的电磁波方程和电磁场的二次量子化讲起的。最后我也认可您说的要关注实验和实际模型,甚至第二段也在讨论这件事情。但是我认为关注实验和实际模型和“用历史作为脉络”没有必然的联系。诚然“用历史作为脉络”可以让某些实验和模型体现其重要性,但是在公理化体系下面穿插一些对当时人们的认识的讲解也能起到这种效果,因为不“用历史作为脉络”并不代表完全忽略历史。
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betterboxd 2022秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:杀手
  • 收获大小:没有
  • 难度:中等
  • 作业:很少
  • 给分:杀手
  • 收获:没有

如果我,一个物理口的几乎不需要这门课知识的学生,对大物实验怨声载道但是对光学A这样耽误更多时间的课程忍辱负重,这说明我什么呢?

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  • 课程难度:中等
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  • 收获:一般

最难绷的一集,因为时间紧,期中取消了。期末题目很烂+不调分=光学

期末考试考光波长对应的颜色和几种散射的名称可太物理了。

不过陈老师讲课很认真的,是在认真讲课。

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  • 作业:很少
  • 给分:超好
  • 收获:一般

陈巍老师上课属于那种四平八稳的风格,PPT与板书同步进行,讲解非常清晰;除了书上的内容外还会补充很多知识,比如摩尔纹,琼斯矢量等。比较特别的是,老师会时常以板书形式穿插有关科研思路和科学素养方面的内容,听一听可能也会有好处。

平时作业非常少,题目来自赵凯华的书,难度基本是点到为止,有时也会有选做题和思考题。这个学期没有期中考试,取而代之的是两次小测,都非常简单。期末考试难度和作业差不多,题型和考点也相当固定(选择+填空+大题),但是这种以背概念和背公式为主的考察方式把知识点拆得更细碎、更难以把握逻辑,从某种程度来说,感受比原子物理还要糟糕。

给分还可以,写小论文的会适当加分。

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匿名用户 2022秋
  • 课程难度:困难
  • 作业多少:中等
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  • 收获大小:一般
  • 难度:困难
  • 作业:中等
  • 给分:超好
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一句话,选就完事了

感谢老师

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陈巍

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