2021中國科學(xué)院大學(xué)光學(xué)專業(yè)研究生考試大綱 正文

中國科學(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)生對光學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能掌握的程度，以及運用所學(xué)理論解決基本實際問題的能力。
 
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%，綜合和實際應(yīng)用的考核占40%。主要題型有：簡答題，計算題等。
 
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：光波場的數(shù)學(xué)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(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(yīng)用：光柵，波帶片，小孔、細線直徑測量，狹縫測量；
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，費馬原理，馬呂斯定律；
2. 基本光學(xué)元件及其成像特性：符號規(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、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)和光路計算
1. 光學(xué)系統(tǒng)的像差及光路計算：像差的基本概念，共軸球面光學(xué)系統(tǒng)中近軸區(qū)的光路計算，共軸球面光學(xué)系統(tǒng)中子午面內(nèi)光線的光路計算；
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. 熟練掌握夫朗和費衍射的基本特性：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(xué)基礎(chǔ)知識。
（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，并能夠進行簡單的光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)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(xué)系統(tǒng)像差基礎(chǔ)和光路計算
1. 了解光學(xué)系統(tǒng)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(xué)系統(tǒng)的光路和基本初級像差；
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，并能夠確定簡單光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌和視場光闌。
（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：機城工業(yè)出版社，2006.2。
 
編制單位：中國科學(xué)院大學(xué)
編制日期：2019年6月28日
 

中國科學(xué)院大學(xué)

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