崔慧娟 陳曦

摘 要 光柵衍射是光學(xué)教學(xué)中重要的章節(jié)，是對(duì)多縫干涉和單縫衍射的綜合運(yùn)用。但是教學(xué)過程中會(huì)出現(xiàn)教學(xué)過程枯燥、教學(xué)內(nèi)容晦澀難懂等問題，這極大地影響了教學(xué)效果。本文基于光柵衍射的基本公式，以實(shí)際工程應(yīng)用相控陣?yán)走_(dá)為案例，融入課程思政，同時(shí)結(jié)合Matlab仿真，具體形象地展示了光柵常數(shù)、縫寬、衍射角對(duì)衍射光譜的影響，以及相控陣?yán)走_(dá)的基本原理與以上各因素的聯(lián)系，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)讓學(xué)生掌握了相控陣?yán)走_(dá)的基本原理。本次教學(xué)探索對(duì)于光柵衍射教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)、思政、實(shí)際問題的解決都具有重要的意義。

關(guān)鍵詞 光柵衍射;Matlab仿真; 相控陣?yán)走_(dá)

1 研究意義

光柵衍射是大學(xué)物理光學(xué)教學(xué)中的重要部分，與干涉和偏振并列為光學(xué)教學(xué)三大模塊。衍射光柵是通過規(guī)律的光學(xué)結(jié)構(gòu)，使得入射光的振幅和相位受到周期性的調(diào)制[1，2]的光學(xué)器件。衍射光柵是對(duì)多縫干涉和單縫衍射知識(shí)的綜合應(yīng)用，對(duì)于學(xué)生知識(shí)的掌握要求較高。然而光柵衍射缺乏較為直觀的課堂展示，學(xué)生普遍地認(rèn)為晦澀難懂。同時(shí)該部分知識(shí)與實(shí)際生活中的案例偏離較遠(yuǎn)，學(xué)生不能直觀的感受和理解，教學(xué)效果不佳，學(xué)生掌握度不好。本文基于以上考慮，以國防科技中的相控陣?yán)走_(dá)作為問題的引入，從光柵衍射的基本知識(shí)出發(fā)，結(jié)合數(shù)學(xué)軟件Matlab仿真計(jì)算，將光柵衍射的知識(shí)形象化、應(yīng)用化。知識(shí)講解貫穿于實(shí)際問題的解決過程，增強(qiáng)教學(xué)效果。我們了解到，之前有許多的學(xué)者也對(duì)光柵衍射進(jìn)行了不同仿真研究工作[5-9]，但是基于相控陣?yán)走_(dá)研究的仿真較少。通過本次教學(xué)探索，學(xué)生對(duì)于光柵衍射知識(shí)的掌握普遍提升。同時(shí)，在課程教學(xué)過程中將配有相控陣?yán)走_(dá)的遼寧艦作為課堂引入，展示我國軍事強(qiáng)國和科技強(qiáng)國的形象，有機(jī)融入課程思政，提升學(xué)生的民族自豪感和榮譽(yù)感。