中國科學院研究生院《光學》2011年考研大綱

中科院研究生院碩士研究生入學考試《光學》考試大綱

　　《光學》考試大綱適用于“光學工程”、“物理電子學”、“光學”等專業的碩士研究生入學考試。課程考試旨在考查學生對有關物理光學和應用光學方面的基礎理論、基本概念、基本知識和解決基本、實際問題的能力。
　　一、考試內容
　　考試內容包括物理光學和應用光學兩部分，試題比例分別占66%和34%左右。考試內容中基本概念和基本理論的考核占40%，綜合和實際應用的考核占60%。
　　物理光學部分
　　（一）光的電磁理論基礎
　　1.光波的特性：光波場的數學表示，光波的速度，光波場的時域、空域頻譜，光波場的橫波性及偏振態表示。
　　2.光波在界面上的反射和折射：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、干行平板的多光束干涉；
　　3.光學薄膜：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.夫朗和費衍射：單縫衍射，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.衍射的應用：光柵，波帶片，小孔、細線直徑測量，狹縫測量；
　　5.傅里葉光學基礎。
　　（四）光在各向異性介質中的傳播特性
　　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、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：自然雙折射，自然雙反射；
　　3.晶體光學元件：偏振棱鏡，波片；
　　4.晶體的偏光干涉；
　　5.旋光性。

　　（五）晶體的感應雙折射
　　1.晶體的線性電光效應及應用；
　　2.聲光效應（喇曼-乃斯衍射、布喇格衍射）及應用；
　　3.法拉第效應。
　　（六）光的吸收、色散和散射
　　光的吸收、色散和散射基本概念。
　　應用光學部分
　　（七）幾何光學基礎
　　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，費馬原理，馬呂斯定律；
　　2.基本光學元件及其成像特性：符號規則，折射球面鏡及其近軸區物像關系，反射球面鏡及其近軸區物像關系，反射平面鏡成像的特點和應用，平板的成像公式及其應用，反射棱鏡及其成像，透鏡及其成像，共軸球面光學系統及其成像。
　　（八）理想光學系統及其成像關系
　　1.理想光學系統的基點和基面及其性質；
　　2.圖解法確定理想光學系統的物像關系和基點、基面；
　　3.解析法確定理想光學系統的物像關系－成像公式和放大率公式；
　　4.理想光學系統的組合（雙光組組合公式、截距法和正切法求解多光組組合公式）。
　　（九）光學系統像差基礎和光路計算
　　1.光學系統的像差及光路計算：像差的基本概念，共軸球面光學系統中近軸區的光路計算，共軸球面光學系統中子午面內光線的光路計算；
　　2.光學系統的光束限制：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）光學儀器
　　1.眼睛（眼睛的結構、調節能力，眼睛的缺陷及其校正方法）；
　　2.放大鏡、顯微鏡和望遠鏡（基本原理、一般結構、基本使用方法）。
　　二、考試要求
　　物理光學部分
　　（一）光的電磁理論基礎
　　l.掌握光波的特性；
　　2.熟練掌握描述光波在界面上反射和折射的菲涅耳公式，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. 熟練掌握夫朗和費衍射的特性：單縫衍射、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. 掌握傅里葉光學基礎知識。
　　（四）光在各向異性介質中的傳播特性 
　　1. 掌握光在單軸晶體中的傳播特性；
　　2. 掌握平面光波在晶體界面上的反射和折射特性；
　　3. 掌握偏振棱鏡、波片和晶體偏光干涉的原理。
　　（五）晶體的感應雙折射 
　　1. 掌握晶體的線性電光效應及應用；
　　2. 掌握聲光效應、法拉第效應概念。
　　（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。
　　應用光學部分
　　（七）幾何光學基礎 
　　1. 掌握基本概念和基本定律；
　　2. 熟練掌握基本光學元件及其成像特性。
　　（八）理想光學系統及其成像關系 
　　1. 掌握理想光學系統的基點和基面及其性質；
　　2. 能通過圖解法和解析法確定光學系統的物像關系，并能夠進行簡單的光學成像系統的設計；
　　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）光學系統像差基礎和光路計算
　　1. 了解光學系統的像差和色差概念、基本特點及其對成像的影響，能夠求解簡單的球面光學系統的光路和基本初級像差；
　　2. 了解光學系統中光闌的作用和意義及其相關的概念，并能夠確定簡單光學系統的孔徑光闌和視場光闌。
　　（十）光學儀器 
　　了解基本助視光學儀器的基本原理和結構。
　　三、主要參考書目
　　石順祥、王學恩、劉勁松，物理光學與應用光學（第二版），西安：西安電子科技大學出版社，2008.7。
　　郁道銀、談恒英，工程光學（第二版），北京：機城工業出版社，2006.2。