法國(guó)高等教育機(jī)構(gòu)主要有兩大類，即面向大眾開放的綜合性大學(xué)和需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格入學(xué)選拔考試才能進(jìn)入的高等專業(yè)學(xué)校即大學(xué)校（Grande Ecole）。大多數(shù)法國(guó)大學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)是高級(jí)工程技術(shù)人員以及具有商務(wù)管理能力的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人。這類學(xué)校教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，在社會(huì)上享有很高聲譽(yù)，同時(shí)對(duì)學(xué)生的理科基礎(chǔ)知識(shí)要求也很嚴(yán)格，入學(xué)前必須經(jīng)過(guò)兩年的預(yù)科（等同于我國(guó)大學(xué)一二年級(jí)）學(xué)習(xí)，目的是讓學(xué)生打下扎實(shí)的理科知識(shí)基礎(chǔ)，之后還必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選拔考試，以確保入選的學(xué)生初步具備接受精英教育的良好知識(shí)基礎(chǔ)和文化素質(zhì)。

本教材是與預(yù)科物理課程群中光學(xué)理論課程關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)課，涵蓋了幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)方面的知識(shí)。為滿足實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立開設(shè)的需求，在中文版的編寫過(guò)程中，適當(dāng)增加了一些關(guān)聯(lián)的知識(shí)和背景介紹。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)特點(diǎn)，以專題形式編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。每個(gè)專題包含多個(gè)（知識(shí)）由淺入深、（操作）由易到難、（系統(tǒng)性或應(yīng)用性）由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，關(guān)聯(lián)度很高的系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得客觀真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或特征，再對(duì)數(shù)據(jù)或特征進(jìn)行分析以解釋物理現(xiàn)象，從而幫助學(xué)生形成物理世界觀。

全書共8章。第1章薄透鏡和球面鏡焦距測(cè)量及諾莫圖法應(yīng)用，從實(shí)像到虛像、實(shí)物到虛物，從定性到半定量、定量測(cè)量薄透鏡和球面鏡焦距，介紹了基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中焦距的基本測(cè)量理念和方法，后根據(jù)光經(jīng)過(guò)器件后的發(fā)散或匯聚特征，以諾莫圖法對(duì)各類薄透鏡和球面鏡的成像特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，并以天文望遠(yuǎn)鏡的研究作為應(yīng)用拓展實(shí)驗(yàn)。第2章介紹了色差和消色差透鏡組，并通過(guò)物像關(guān)系分析和位置的精確測(cè)量，得到透鏡組的焦距，后以光學(xué)顯微鏡放大率測(cè)量作為探究性實(shí)驗(yàn)。第3章介紹了分光計(jì)的基本調(diào)整方法，并用小偏向角法研究三棱鏡的折射率與波長(zhǎng)的關(guān)系以驗(yàn)證柯西公式。第4章要求搭建并標(biāo)定棱鏡光譜儀和光柵光譜儀，并以此測(cè)定汞燈、節(jié)能燈的譜線；此章的探究實(shí)驗(yàn)是利用白光干涉法測(cè)量透明薄膜的厚度。第5章觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象，用CCD相機(jī)測(cè)量濾光片中心波長(zhǎng)和光盤的特性參數(shù)，并以手機(jī)顯示屏分辨率測(cè)量作為探究性實(shí)驗(yàn)。第6章研究光的偏振特性，觀察瑞利散射和米氏散射現(xiàn)象，分析3D觀影眼鏡的結(jié)構(gòu)，并以利用白光干涉譜法判定波片的快軸和慢軸作為探究性實(shí)驗(yàn)。第7章介紹邁克耳遜干涉儀的基本結(jié)構(gòu)和調(diào)整方法，觀察白光干涉現(xiàn)象。第8章要求搭建傅里葉變換光譜儀，并以此分析白光的光譜特性，測(cè)量濾光片的中心波長(zhǎng)和帶寬。其他高校采用本教材時(shí)，可以根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合課時(shí)和基于兩性一度的定位，為學(xué)生開設(shè)其中的部分實(shí)驗(yàn)；而對(duì)于教師，則建議掌握本教材的全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以便根據(jù)需要靈活編排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

本教材的編寫思路是通過(guò)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)鞏固知識(shí)，培養(yǎng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技能；通過(guò)拓展性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)歸納分析、建模和驗(yàn)證模型以及利用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)測(cè)的能力；通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生在限定條件下，基于理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)果進(jìn)行有效性和局限性分析的能力；應(yīng)用性探究實(shí)驗(yàn)則培養(yǎng)學(xué)生基于教材中給出的需求建立模型、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)比較模型、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與需求之間差異，修正模型、改進(jìn)設(shè)計(jì)以逼近實(shí)際需求的能力。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生需要綜合運(yùn)用各種知識(shí)和技能，包括數(shù)學(xué)、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能。

與國(guó)內(nèi)同類教材相比，本教材在拓展性、綜合性以及數(shù)學(xué)與物理實(shí)驗(yàn)的緊密結(jié)合等方面具有鮮明特色。數(shù)學(xué)工具在建模和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)等方面的普遍應(yīng)用，有利于學(xué)生系統(tǒng)思維能力的培養(yǎng)；在應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)中，強(qiáng)調(diào)物理思想，融入工程技術(shù)的方法，定性、半定量和定量分析相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)手段，現(xiàn)象-仿真-實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間差異分析和修正，對(duì)于工程能力的啟蒙、提升技術(shù)水平和實(shí)驗(yàn)技能具有重要作用，為物理實(shí)驗(yàn)與工程創(chuàng)新所需的技能之間構(gòu)建了橋梁，也從某些側(cè)面讓學(xué)生了解到物理科學(xué)對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的支撐作用，使STEM教育理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到具體的體現(xiàn)。

還需要強(qiáng)調(diào)的是，很多實(shí)驗(yàn)專題中都設(shè)有討論題或討論環(huán)節(jié)，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維和學(xué)術(shù)交流能力。根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生應(yīng)在批判性地解釋這些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象基礎(chǔ)上，得到基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持的結(jié)論；根據(jù)實(shí)驗(yàn)課堂的組織形式，通過(guò)書面和口頭形式，陳述結(jié)果、推論或自己的觀點(diǎn)。

本教材編寫過(guò)程中，先由徐平、安煒、王崢、劉佳基于法文版和英文版講義，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充、修訂和完善；根據(jù)教學(xué)需要，安煒擴(kuò)充了第二章的探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，王崢對(duì)第五章內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，安煒、王崢和徐平對(duì)第八章內(nèi)容進(jìn)行了重新整理，后由徐平完成統(tǒng)稿。講義的編寫也曾得到中法工程師學(xué)院2005級(jí)學(xué)生郭天鵬、李皓巖同學(xué)的幫助，在此表示感謝。

感謝中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張?jiān)雒鹘淌趯?duì)全書的審閱并提出寶貴的修改意見(jiàn)。

盡管我們做了很大的努力，但由于學(xué)識(shí)和水平的限制，仍可能存在缺陷甚至錯(cuò)誤，敬請(qǐng)讀者和專家批評(píng)指正。

編者

于北京航空航天大學(xué)中法工程師學(xué)院

2022年3月