2019年鄭州輕工業(yè)學院831工程光學考研大綱

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鄭州輕工業(yè)大學

2019年碩士研究生入學考試初試科目考試大綱

工程光學(科目代碼：831)

本考試大綱適用于報考鄭州輕工業(yè)大學物理與電子工程學院化學物理技術專業(yè)碩士研究生的入學考試。

一、考試內(nèi)容及基本要求

1.幾何系統(tǒng)的基本定律與成像概念

(1) 幾何光學的基本定律

(2) 成像的基本概念與完善成像條件

(3) 幾何光學中的符號規(guī)則和單個折射球面的光線光路計算

(4) 單個折射球面的成像

(5) 共軸球面系統(tǒng)的成像

要求學生了解幾何光學的基本概念;掌握幾何光學的基本定律;掌握費馬原理及馬呂斯定律;了解成像的概念。

2.理想光學系統(tǒng)

(1) 理想光學系統(tǒng)及其表征

(2) 圖解法求像

(3) 理想光學系統(tǒng)的物像位置關系

(4) 理想光學系統(tǒng)的放大率

(5) 理想光學系統(tǒng)的組合

(6) 兩種典型的光組組合及其性質

(7) 透鏡

要求學生掌握理想光學系統(tǒng)的概念、性質、基點基面及其系統(tǒng)的表示;會用圖解法和解析法求像，重點掌握高斯公式和牛頓公示及其理想系統(tǒng)的放大率公式;靈活應用光學系統(tǒng)的組合公式求組合系統(tǒng)的焦距、基點和基面;掌握兩種典型的光組組合及其性質;會求透鏡的焦距、基點和基面，了解透鏡的分類和性質。

3.平面與平面系統(tǒng)

(1) 平面反射鏡

(2) 平行平板

(3) 反射棱鏡

(4) 折射棱鏡與光楔

(5) 光學材料

要求學生掌握平面系統(tǒng)的基本作用和種類;掌握平面反射鏡、平行平板、反射棱鏡、折射棱鏡等典型平面系統(tǒng)的性質和作用;了解有關光學材料的有關知識。

4.光學系統(tǒng)中的光闌與光束限制

(1) 孔徑光闌、入瞳、出瞳和孔徑角

(2) 視場光闌、入窗、出窗和視場角

(3) 漸暈、漸暈系數(shù)和漸暈光闌

(4) 具體光學系統(tǒng)的光束限制

(5) 景深

要求學生掌握孔徑光闌、入瞳、出瞳、孔徑角、視場光闌、入窗、出窗、視場角、漸暈、漸暈系數(shù)和漸暈光闌的基本概念;明確不同光闌的作用;掌握照相系統(tǒng)、顯微系統(tǒng)和望遠系統(tǒng)中的光束限制情況，明確景深的概念。

5.光線的光路計算及像差理論

(1) 像差的基本概念

(2) 光線光路計算

(3) 單個折射球面的不暈點

(4) 幾何像差的定義、性質和影響因素

要求學生掌握光學系統(tǒng)像差的基本概念;了解光學系統(tǒng)像差的種類 ;重點熟悉初級單色像差。

6.典型光學系統(tǒng)

(1) 人眼的光學特性

(2) 放大鏡

(3) 顯微鏡系統(tǒng)

(4) 望遠鏡系統(tǒng)

要求學生掌握人眼的成像特性及各種典型光學系統(tǒng)(放大鏡、顯微鏡、望遠鏡)的光學參數(shù)、結構形式、光束限制和成像特性;明確視覺放大率、數(shù)值孔徑、分辨率等基本概念。

7.光的電磁理論基礎

(1) 麥克斯韋方程組、物質方程和波動方程

(2) 平面電磁波和性質、球面波和柱面波

(3) 電磁場的連續(xù)條件和菲涅爾公式

(4) 光的吸收、色散和散射

(5) 光波的疊加

要求學生了解積分和微分形式的麥克斯韋方程組、物質方程;掌握光的電磁波表達形式和電磁場的復振幅描述;理解光強的概念，掌握相對光強的計算;掌握光在介質分界面上的反射和折射、全反射，熟悉用菲涅耳公式計算反射或透射光波的振幅、強度和能流，理解半波損失;掌握布儒斯特定律;了解光的吸收、色散和散射現(xiàn)象及經(jīng)典理論;掌握同頻率同振動方向的光波的疊加，理解光的相干疊加條件;理解頻率相同、振動方向相互垂直的兩光波的疊加;掌握光程的概念，熟悉光程差和位相差的轉換關系;領會群速度、相速度的概念，了解光拍、光駐波。

8.光的干涉和干涉系統(tǒng)

(1) 干涉及干涉條件

(2) 楊氏干涉

(3) 條紋的可見度

(4) 平板的雙光束干涉

(5) 典型雙光束干涉系統(tǒng)及應用

(6) 平行平板的多光束干涉及應用

要求學生掌握光的干涉定義和條件;掌握雙光束干涉的特點和理論計算;掌握典型的雙光束干涉系統(tǒng)及其應用，掌握多光束干涉的特點;了解時間相干性和空間相干性;了解條紋的定域性。

9.光的衍射

(1) 衍射的概念

(2) 夫瑯和費衍射公式及其物理意義

(3) 典型孔徑的夫瑯和費衍射

(4) 夫瑯和費衍射和傅里葉變換

(5) 光學系統(tǒng)的分辨本領

(6) 多縫的夫瑯和費衍射

(7) 衍射光柵

要求學生了解衍射現(xiàn)象、衍射系統(tǒng)和分類;了解惠更斯原理和夫瑯和費衍射公式;掌握矩孔、單縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析;掌握圓孔夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析，成像系統(tǒng)的分辨本領;了解多縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析;掌握衍射光柵的方程、特性和種類。

10.光的偏振和晶體光學基礎

(1) 自然光、偏振光和部分偏振光

(2) 布儒斯特定律及其應用

(3) 馬呂斯定律

(4) 晶體與晶體光學的基本概念

(5) 惠更斯作圖法分析晶體雙折射性質

(6) 偏振器件的作用、工作原理及特點

(7) 偏振光的矩陣表示和運算

(8) 偏振光的變換和判斷

要求學生了解自然光、偏振光和部分偏振光的定義、特點，偏振度的定義和計算，能夠產(chǎn)生偏振光的方法;掌握菲涅爾公式、布儒斯特定律和馬呂斯定律;了解晶體光學的基本概念(光軸、主平面、主截面、單軸多軸晶體、正負晶體);理解各種起偏器、分束器和波片的結構、作用和工作原理;了解偏振光的矩陣表示;了解偏振光的變換和測定;掌握偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強分布特性。

二、試卷題型結構

主要題型：選擇題(20分)，填空題(20分)，畫圖題(20分)，簡答題(40分)，計算題(50分)。

三、試卷分值及考試時間

考試時間 180分鐘，滿分150分。