2019年中國(guó)科學(xué)院大學(xué)817光學(xué)考研初試大綱

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中國(guó)科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《光學(xué)》考試大綱

一、考試科目基本要求及適用范圍概述

《光學(xué)》考試大綱適用于“光學(xué)”、“光學(xué)工程”、“物理電子學(xué)”等專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。本課程考試旨在考查學(xué)生對(duì)光學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)理論解決基本實(shí)際問題的能力。

二、考試形式和試卷結(jié)構(gòu)

本課程考試形式為閉卷筆試，考試時(shí)間180分鐘，總分150分�？荚噧�(nèi)容包括物理光學(xué)和應(yīng)用光學(xué)兩部分，各占比例約60%和40%。考試內(nèi)容中基本概念和基本理論的考核占60%，綜合和實(shí)際應(yīng)用的考核占40%。主要題型有：簡(jiǎn)答題，計(jì)算題等。

三、考試內(nèi)容

物理光學(xué)部分

(一)光的電磁理論基礎(chǔ)

1. 光波的特性：光波場(chǎng)的數(shù)學(xué)表示，光波的速度，光波場(chǎng)的時(shí)域、空域頻譜，光波場(chǎng)的橫波性及偏振態(tài)表示。

2. 光波在介質(zhì)界面上的反射和折射：反射定律和折射定律，菲涅耳公式，反射率和折射率，反射和折射的相位、偏振特性，全反射。

(二)光的干涉

1. 光波干涉的基本條件，光的相干性;

2. 雙光束干涉、平行平板的多光束干涉;

3. 光學(xué)薄膜：增透膜，高反射膜，干涉濾光片;

4. 典型的干涉儀：邁克爾遜干涉儀，馬赫-澤德干涉儀，法布里-珀羅干涉儀。

(三)光的衍射

1. 光衍射的基本理論;

2. 夫朗和費(fèi)衍射：?jiǎn)慰p衍射，圓孔衍射，多縫衍射，巴俾涅原理;

3. 菲涅耳衍射：菲涅耳圓孔衍射，菲涅耳直邊衍射;

4. 衍射的應(yīng)用：光柵，波帶片，小孔、細(xì)線直徑測(cè)量，狹縫測(cè)量;

5. 傅里葉光學(xué)基礎(chǔ)。

(四)光在各向異性介質(zhì)中的傳播特性

1. 光在晶體中傳播特性的解析法描述、幾何法描述，光在各向同性介質(zhì)、單軸晶體中的傳播特性;

2. 平面光波在晶體界面上的反射和折射特性：雙折射，雙反射;

3. 晶體光學(xué)元件：偏振棱鏡，波片和補(bǔ)償器;

4. 晶體的偏光干涉;

5. 晶體的旋光性。

(五)晶體的感應(yīng)雙折射

1. 晶體的線性電光效應(yīng)及應(yīng)用;

2. 聲光效應(yīng)(喇曼-乃斯衍射、布喇格衍射)及應(yīng)用;

3. 法拉第效應(yīng)。

(六)光的吸收、色散和散射

光的吸收、色散和散射基本概念。

應(yīng)用光學(xué)部分

(七)幾何光學(xué)基礎(chǔ)

1. 基本概念和基本定律：光的直線傳播定律，折射和反射定律，費(fèi)馬原理，馬呂斯定律;

2. 基本光學(xué)元件及其成像特性：符號(hào)規(guī)則，折射球面及其近軸區(qū)物像關(guān)系，反射球面鏡及其近軸區(qū)物像關(guān)系，反射平面鏡成像的特點(diǎn)和應(yīng)用，平板的成像公式及其應(yīng)用，反射棱鏡及其成像，透鏡及其成像，共軸球面光學(xué)系統(tǒng)及其成像。

(八)理想光學(xué)系統(tǒng)及其成像關(guān)系

1. 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面及其性質(zhì);

2. 圖解法確定理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系和基點(diǎn)、基面;

3. 解析法確定理想光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系—成像公式和放大率公式;

4. 理想光學(xué)系統(tǒng)的組合(雙光組組合公式、截距法和正切法求解多光組組合公式)。

(九)光學(xué)系統(tǒng)像差基礎(chǔ)和光路計(jì)算

1. 光學(xué)系統(tǒng)的像差及光路計(jì)算：像差的基本概念，共軸球面光學(xué)系統(tǒng)中近軸區(qū)的光路計(jì)算，共軸球面光學(xué)系統(tǒng)中子午面內(nèi)光線的光路計(jì)算;

2. 光學(xué)系統(tǒng)的光束限制：孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳的作用及其確定方法，視場(chǎng)光闌、入射窗和出射窗的作用及其確定方法，漸暈和景深的概念。

(十)光學(xué)儀器

1. 眼睛(眼睛的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)能力，眼睛的缺陷及其校正方法);

2. 放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡(基本原理、一般結(jié)構(gòu)、基本使用方法)。

四、考試要求

物理光學(xué)部分

(一)光的電磁理論基礎(chǔ)

l. 掌握光電磁波的基本特性和基本參量;

2. 熟練掌握光波在介質(zhì)界面上反射定律和折射定律、菲涅耳公式，掌握反射和折射的相位、偏振特性和全反射特性。

(二)光的干涉

1. 掌握光的相干性特性;

2. 熟練掌握雙光束干涉、多光束干涉特性;

3. 掌握光學(xué)薄膜的處理方法;

4. 掌握典型干涉儀和干涉濾光片的工作原理。

(三)光的衍射

1. 熟練掌握夫朗和費(fèi)衍射的基本特性：?jiǎn)慰p衍射、圓孔衍射、多縫衍射、巴俾涅原理;

2. 掌握菲涅耳衍射的特性：菲涅耳圓孔衍射、菲涅耳直邊衍射;

3. 熟練掌握光柵、波帶片的特性;

4. 掌握傅里葉光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。

(四)光在各向異性介質(zhì)中的傳播特性

1. 熟練掌握光在單軸晶體中的傳播特性;

2. 掌握平面光波在單軸晶體界面上的雙折射特性、相移特性、偏振特性;

3. 掌握偏振棱鏡、波片的工作原理和基本特性;

4. 掌握晶體偏光干涉的原理和基本特性。

(五)晶體的感應(yīng)雙折射

1. 掌握晶體(KDP、GaAs)的線性電光效應(yīng)及基本應(yīng)用;

2. 掌握聲光效應(yīng)、法拉第效應(yīng)概念。

(六)光的吸收、色散和散射

了解光的吸收、色散和散射的基本概念。

應(yīng)用光學(xué)部分

(七)幾何光學(xué)基礎(chǔ)

1. 掌握基本概念和基本定律;

2. 熟練掌握基本光學(xué)元件及其成像特性。

(八)理想光學(xué)系統(tǒng)及其成像關(guān)系

1. 掌握理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面及其性質(zhì);

2. 能通過圖解法和解析法確定光學(xué)系統(tǒng)的物像關(guān)系，并能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì);

3. 熟悉光組的概念，并能夠確定雙光組和多光組的等效光組。

(九)光學(xué)系統(tǒng)像差基礎(chǔ)和光路計(jì)算

1. 了解光學(xué)系統(tǒng)的像差和色差概念、基本特點(diǎn)及其對(duì)成像的影響，能夠求解簡(jiǎn)單的球面光學(xué)系統(tǒng)的光路和基本初級(jí)像差;

2. 了解光學(xué)系統(tǒng)中光闌的作用和意義及其相關(guān)的概念，并能夠確定簡(jiǎn)單光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌和視場(chǎng)光闌。

(十)光學(xué)儀器

了解基本助視光學(xué)儀器的基本原理和結(jié)構(gòu)。

五、主要參考書目

1. 石順祥、王學(xué)恩、劉勁松，物理光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)(第二版)，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.8。

2. 郁道銀、談恒英，工程光學(xué)(第二版)，北京：機(jī)城工業(yè)出版社，2006.2。