天津大学考研 机械学院 240807工程光学

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1、天津大学硕士生入学考试业务课程大纲课程编号：807课程名称：工程光学一、考试的总体要求本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。考生应独立完成考试内容，在回答试卷问题时，要求概念准确，逻辑清楚，必要的解题步骤不能省略，光路图应清晰正确。二、考试的内容及比例：考试内容包括应用光学和物理光学两部分，试题内容比例各占50%。“应用光学”应掌握的重点知识包括：几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成

2、像关系及光束限制等。具体内容如下：第一章几何光学基本定律与成像概念1．掌握几何光学基本定律的内容、表达式和现象解释：1）光的直线传播定律2）光的独立传播定律3）反射定律和折射定律（全反射及其应用）4）光路的可逆性5）费马原理6）马吕斯定律：2．了解完善成像条件的概念和相关表述3．掌握应用光学中的符号规则，了解单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴）4．掌握单个折射球面、反射球面的成像公式，包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率γ、拉赫不变量等公式，理解垂轴放大率、轴向放大率和角放大率的定义和物理意义。5．掌握共轴球面系统公式（包括

3、过渡公式、成像放大率公式）第二章理想光学系统1．掌握共轴理想光学系统的基点、基面及某些特殊点的性质、共轭关系和经过光线的性质，其中包括：1）无限远的轴上（外）物点、其共轭像点及光线；2）无限远的轴上（外）像点的对应物点及光线的性质；3）物方主平面与像方主平面的性质；4）光学系统的节点及性质。2．掌握图解法求像的方法，会作图求像。3．掌握解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）。4．掌握理想光学系统垂轴放大率b、轴向放大率a和角放大率γ的定义、计算公式、物理意义及其与单个折射球面公式的异同，理想光学系统两焦距之间的关系，理想光学系统的组合公式

4、和正切计算法5．掌握望远物镜和反远距型物镜的组成和结构特点，会画光路图。第三章平面与平面系统1．了解平面光学元件的种类和作用。2．掌握平面镜的成像特点和性质，平面镜的旋转特性，光学杠杆原理和应用3．掌握平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式4．掌握反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。5．了解折射棱镜的作用，掌握其最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用第四章光学系统中的光束限制1．掌握孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系2．掌握视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系3．掌握渐晕、渐晕光阑、

5、渐晕系数的定义及渐晕光阑和视场光阑的关系4．掌握物方远心光路的工作原理5．了解光瞳衔接原则及其作用6．掌握场镜的定义、作用和成像关系第六章光线的光路计算及像差理论1．了解像差的定义、种类和消像差的基本原则2．掌握7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法第七章典型光学系统1．了解正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，校正非正常眼的方法，眼睛调节能力的计算。2．掌握视觉放大率的概念、表达式及其意义，与光学系统角放大率的异同点。3．掌握显微镜系统的概念和计算公式，包括：1）结构组成、成像关系、光束限制2）视觉放大率公式3）线视场公式4）数

6、值孔径和出瞳D’5）物镜的分辨率6）显微镜的有效放大率7）物镜的景深8）视度调节4．了解临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点5．掌握望远系统的概念和计算公式，包括：1）结构组成、成像关系、光束限制2）视觉放大率公式3）分辨率与视觉放大率的关系4）有效分辨率和工作分辨率6．掌握摄影系统的概念和计算公式，包括：1）结构组成、成像关系、光束限制2）摄影物镜的3个主要参数及其影响作用3）分辨率公式4）光圈的定义及其与孔径光阑、分辨率、像面照度、景深的关系5）景深公式及其影响因素6）摄影物镜的种类7．掌握投影系统的概念和计算公式，包括：1）系统的

7、基本要求2）主要光学参数3）其照明系统的衔接条件第九章光学系统的像质评价1．掌握光学系统像质评价方法和各自的优缺点。2．了解用MTF曲线和其下面积判断光学系统的成像质量的方法和基本原理。3．掌握望远物镜、显微物镜、望远目镜、显微目镜和照相物镜的像值评价要求和校像差要求。“物理光学”应掌握的重点知识包括：光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。其中傅立叶光学一章可作为部分专业（如：光科等）的选作内容。具体内容如下：第十章光的电磁理论基础1．掌握电磁波的平面波解，包括：平面波、简谐波解的形式和意义，物理量的

8、关系，电磁波的性质等2．了解球面波和柱面波的定义、方程表达式3．掌握波的叠加原理、计算方法和4种情况下两列波的叠加结果、性质分析4．了解相速度和群速度概念第十一章光的干涉和干涉系统1．掌握干涉现象的定义和形