在探索与创新的征途中,光学作为自然科学的重要分支,始终承载着人类对未知世界的无尽好奇与渴望。从古代先贤屈原在《天问》中对自然奥秘的深刻追问,到现代科学家菲涅耳在波动光学领域的突破性成就,人类对光的认知之旅漫长而充满挑战。
如今,在中国光科技蓬勃发展的背景下,一本融合学术深度与创新视野的《光学》教材应运而生,为新时代的光学教育注入了鲜活的力量。2021年末,由中国物理学会理事长张杰院士领衔,汇聚了一批在物理学前沿研究领域活跃且教学经验丰富的物理学家,与高等教育出版社携手,共同推出了面向未来的物理学专业系列教材。《光学》作为该系列的首发之作,承载着培养拔尖创新人才的重任。
这本《光学》教材由上海交通大学物理与天文学院的钱列加教授精心编著,凝聚了他多年的教学智慧与科研成果。全书不仅覆盖了几何光学和波动光学的核心内容,更通过引入矩阵方法、对偶关系等创新理念,拓展了传统光学教材的深度与广度,为光学学科的发展注入了新的活力。
为了适应新时代强基计划的需求,该书在内容编排上独树一帜,通过历史发展、现象概括、解决方案、公式定义的由来,以及最终的认识升华和器件应用,引导读者深入思考,锻炼了从探索现象到总结规律、再到改造世界的科学思维。书中避免了传统教材的“填鸭式”教学,更注重物理思想的传授,使得学习过程变得举重若轻。
作为一本旨在培养物理学拔尖人才的教材,《光学》不仅注重基础知识与前沿应用的结合,更以其独特的“明道致用”宗旨,为学生和科研工作者打开了新的认知视野。书中通过系统性的概念介绍、革新性的内容处理以及强化的学术思维锻炼,为读者构建了一个完整而富有深度的光学知识体系。
该书在编写过程中,充分吸收了钱列加教授在复旦大学和上海交通大学长期从事光学课程教学的丰富经验,并结合逐年迭代的课件内容,确保了教材的实用性和前沿性。书中采用了著名物理学课程讲义的风格,聚焦于光学课程中最基础的几何光学成像、光波的干涉、衍射与偏振等经典内容,同时引导学生进行跨度的科学联想,将基础知识回归到实际应用中。
《光学》教材不仅适合作为高等学校物理学类、光电信息科学与工程、光源与照明等专业本科生的专业基础课教材,还可作为大学物理课程中光学内容的参考书,为培养更多具有创新精神和实践能力的光学人才提供了有力支持。