光学考试大纲
一、考试科目基本要求及适用范围概述:
本《光学》考试大纲适用于模式识别与智能系统等专业的博士研究生入学考试。光学是物理电子学和光学工程等许多学科专业的基础理论课程,它主要研究几何光学成像系统、辐射度学、波动光学及光与物质相互作用的基本概念和基本分析方法。要求考生熟练掌握《光学》课程的基本概念与基本运算,并能加以灵活应用。
二、考试形式和试卷结构
试题题型为简答题、作图题和计算题。
三、考试内容
(一)几何光学的基本定律
1. 反射定律;
2. 折射定律。
(二)理想光学成像系统
1. 理想光学系统特点及作图法求解;
2. 成像系统的物象关系;
3. 平面光学系统的基本概念和计算;
4. 像差的基础知识;
5. 光学系统中的光束限制;
6. 常用光学仪器的基本原理和计算。
(三) 辐射度学和光度学
1. 几个基本物理量的概念和相互关系;
2. 朗伯辐射的基本概念;
3. 成像光学系统相面照度计算。
(四) 光的基本电磁理论
1. 光的电磁波属性;
2. 平面光波和球面光波的表达式;
3. 光在介质界面的反射和折射;
4. 布儒斯特角和全反射;
5. 光的偏振态种类和相关计算;
6. 线偏振光的产生方式和相关器件。
(五) 光的干涉和衍射
1. 干涉的概念、条件及相关计算;
2. 典型的干涉仪;
3. 衍射的基本概念;
4. 夫郎和费衍射特点;
5. 光栅的概念、应用和光栅方程;
6. 闪耀光栅的特点及应用。
(六)光与物质相互作用
1. 光的吸收定律;
2. 光的色散;
3. 正常色散与反常色散特点;
4. 光的散射;
5. 瑞利散射与米氏散射基本特点。
四、考试要求
(一)几何光学的基本定律
1. 灵活运用几何光学反射定律进行计算;
2. 灵活运用几何光学折射定律进行计算。
(二)理想光学成像系统
1. 熟练掌握理想光学系统特点及作图法求解;
2. 掌握成像系统的物象关系(包括放大率和拉式不变量);
3. 掌握平面光学系统(包括平面镜、平行平板、反射棱镜、折射棱镜)的基本概念,并进行相关计算(包括判断棱镜成像方向);
4. 掌握像差的基础知识(包括像差种类及产生的原因);
5. 掌握孔径光阑、入瞳、出瞳、视场光阑等基本概念及作用,掌握景深的概念和计算;
6. 掌握常用光学仪器的基本原理(包括放大镜、望远镜、摄影物镜主要指标含义)和计算。
(三) 辐射度学和光度学
1. 掌握几个物理量:人眼视见函数,光通量(辐射能通量)、发光强度(辐强度)、光照度(辐照度)、光亮度(辐亮度)、辐射出射度的基本概念和相互关系;
2. 掌握朗伯辐射的基本概念;
3. 掌握成像光学系统相面照度计算。
(四) 光的基本电磁理论
1. 熟练掌握光的电磁波属性;
2. 掌握平面光波和球面光波的表达式;
3. 掌握光在介质界面的反射和折射(包括菲涅尔公式、反射和折射的相位特性);
4. 掌握布儒斯特角和全反射;
5. 掌握光的偏振态种类和相关计算(包括偏振度和马吕斯定律);
6. 掌握线偏振光的产生方式和相关器件。
(五) 光的干涉和衍射
1. 掌握干涉的概念、条件及相关计算;
2. 掌握典型的干涉仪;
3. 掌握衍射的基本概念;
4. 掌握单缝和单孔夫郎和费衍射图形分布特点;
5. 掌握光栅的概念、应用和光栅方程;
6. 掌握闪耀光栅的特点及应用。
(六)光与物质相互作用
1. 掌握光的吸收定律;
2. 掌握光的色散基本含义和色散率;
3. 掌握正常色散与反常色散特点;
4. 掌握光的散射基本概念;
5. 掌握瑞利散射与米氏散射基本特点。
五、主要参考教材
石顺祥等主编,《物理光学与应用光学》,西安电子科技大学出版社。
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