信息光學(xué)在應(yīng)用物理中的探索與思考

曹佳穎

摘 要：在學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的光學(xué)前沿學(xué)科——信息光學(xué)在應(yīng)用物理中占著極為重要的位置，它的學(xué)習(xí)難度較大，有一些比較繁雜的數(shù)學(xué)公式。因而，為了加強(qiáng)信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)成效，必須積極探索信息光學(xué)的學(xué)習(xí)思路，以相對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)方式，探求專業(yè)的信息光學(xué)知識(shí)，內(nèi)化信息科學(xué)內(nèi)容。本文，綜合我的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了目前信息光學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和信息光學(xué)的具體學(xué)習(xí)思路，希望所有同學(xué)都能掌握到行之有效的學(xué)習(xí)方法。

關(guān)鍵詞：物理；信息光學(xué)；應(yīng)用

在21世紀(jì)背景下，信息光學(xué)方面的知識(shí)逐漸引起了我們的關(guān)注。信息光學(xué)，作為物理學(xué)的一個(gè)分支，它經(jīng)歷了比較久遠(yuǎn)的發(fā)展歷史。自1948年以來(lái)，物理學(xué)家就精準(zhǔn)的記錄了信息光學(xué)的表現(xiàn)，并提出了阿貝成像原理等信息光學(xué)概念，且將信息光學(xué)運(yùn)用到了光學(xué)成像控制等領(lǐng)域中。我認(rèn)為，為了成為21世紀(jì)發(fā)展中所需人才，我們必須思考信息光學(xué)在應(yīng)用物理中的內(nèi)容，掌握一些基礎(chǔ)性的信息光學(xué)知識(shí)。

一、信息光學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

綜合我以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，目前應(yīng)用物理中信息光學(xué)教學(xué)活動(dòng)的展開(kāi)仍然存在著某些不足之處。

首先，在信息光學(xué)課堂上，我們老師更加傾向于知識(shí)的單純“灌輸”，不注重給我們創(chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，使得我們逐漸表現(xiàn)出了要我做實(shí)驗(yàn)的想法，最終在機(jī)械式學(xué)習(xí)環(huán)境下，限制了我們自身實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新精神的養(yǎng)成；其次，現(xiàn)階段教師中的大多數(shù)都停留于傳統(tǒng)教學(xué)模式上，教學(xué)模式通常比較枯燥、單一，使得我們?cè)谛畔⒐鈱W(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中無(wú)法達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)；再次，學(xué)習(xí)資源僅限于課本也是信息光學(xué)教學(xué)活動(dòng)表現(xiàn)出的主要問(wèn)題之一，在面對(duì)這一系列問(wèn)題時(shí)，我們必須積極探索行之有效的學(xué)習(xí)方法，突破學(xué)習(xí)難關(guān)。

二、信息光學(xué)在應(yīng)用物理中的學(xué)習(xí)思路

（一）合理安排學(xué)習(xí)內(nèi)容

在應(yīng)用物理中的信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，我們必須學(xué)會(huì)安排自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)方式，達(dá)到高效性的學(xué)習(xí)成效。

例如，我在應(yīng)用物理中的信息光學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容安排時(shí)，結(jié)合自己對(duì)部分相干、傳遞函數(shù)、標(biāo)量衍射、莫爾條紋、阿達(dá)瑪變換概念了解甚少的實(shí)際情況，先簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)了sinc函數(shù)、矩形函數(shù)、圓柱函數(shù)、符號(hào)函數(shù)等知識(shí)。然后，把傅里葉變換、卷積作為了重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容[1]。因?yàn)椋覍?duì)應(yīng)用物理中的運(yùn)算知識(shí)比較陌生，通過(guò)運(yùn)算知識(shí)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)，可在一定程度上夯實(shí)我所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。此外，在信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)階段，為了促進(jìn)我們科研能力的提升，老師向我們傳遞了光學(xué)全息、空間濾波等知識(shí)內(nèi)容，豐富了我們的知識(shí)體系，并為我們?nèi)蘸笮畔⒐鈱W(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的展開(kāi)做好了鋪墊。

學(xué)習(xí)內(nèi)容的合理安排，是內(nèi)化信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)條件，應(yīng)提高對(duì)這一問(wèn)題的重視。

（二）積極參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

在應(yīng)用物理中的信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)積極參與一些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。

例如，我在信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，便參加了老師組織的4f光學(xué)系統(tǒng)FT和IFT系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的參與，我掌握到了觀察FT系統(tǒng)中逆傅里葉變換圖的方法[2]。同時(shí)，認(rèn)識(shí)了FT頻譜，并初步了解到了一些復(fù)雜的光學(xué)公式，達(dá)到了預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)。

再如，我在信息光學(xué)知識(shí)實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)，積極參與了Matlab矩陣實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，老師注重指導(dǎo)我們經(jīng)過(guò)二維傅里葉變換，完成二維光場(chǎng)的輸入操作，讓其由輸入面進(jìn)入到光場(chǎng)空間。綜合本次實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，我觀察到了輸出面空間場(chǎng)強(qiáng)分布的變化情況，以直觀化的實(shí)驗(yàn)操作形式，讓我更加透徹的理解了信息光學(xué)知識(shí)中的繁瑣數(shù)學(xué)公式，達(dá)到了高效性知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（三）學(xué)會(huì)應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)資源

在學(xué)習(xí)應(yīng)用物理中信息光學(xué)知識(shí)時(shí)，應(yīng)善于挖掘一些互聯(lián)網(wǎng)外部資源。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上有很多關(guān)于信息光學(xué)課程的網(wǎng)站，我認(rèn)為，在應(yīng)用物理中的信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，必須高效利用這些校外資源，豐富我們的知識(shí)領(lǐng)域，讓我們自身學(xué)科素養(yǎng)得到進(jìn)一步提高，更善于運(yùn)用信息光學(xué)知識(shí)解決日常學(xué)習(xí)中的實(shí)際問(wèn)題。

三、結(jié)論

綜合我以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)可知，信息光學(xué)雖然是物理學(xué)的一個(gè)重要分支，但是，目前信息光學(xué)教學(xué)仍然存在著教學(xué)方法單一、不注重實(shí)驗(yàn)活動(dòng)組織等問(wèn)題，影響到了我們對(duì)信息光學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在這一背景下，為了取得優(yōu)異的信息光學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)成績(jī)，我認(rèn)為，我們應(yīng)合理安排自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí)，積極參加一些實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并學(xué)會(huì)挖掘互聯(lián)網(wǎng)課外資源，豐富我們的知識(shí)體驗(yàn)，達(dá)到高效性的信息光學(xué)知識(shí)探索效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]史順平，張傳瑜，鄧邦林等.信息光學(xué)在應(yīng)用物理專業(yè)教學(xué)中的探索與思考[J].價(jià)值工程，2017，36（01）：216-218.

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[3]李新忠，王靜鴿，李賀賀等.基于空間光調(diào)制器的《信息光學(xué)》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].廣西物理，2015，36（04）：23-27.endprint