物理光学与应用光学考试大纲[001]

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1、中国科学院大学硕士研究生入学考试《光学》考试大纲一、考试科目基本要求及适用范围概述《光学》考试大纲适用于“光学”、“光学工程”、“物理电子学”等专业的硕士研究生入学考试。本课程考试旨在考查学生对光学的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论解决基本实际问题的能力。二、考试形式和试卷结构本课程考试形式为闭卷笔试，考试时间180分钟，总分150分。考试内容包括物理光学和应用光学两部分，各占比例约60%和40%。考试内容中基本概念和基本理论的考核占60%，综合和实际应用的考核占40%。主要题型有：简答题，计算题等。

2、三、考试内容物理光学部分（一）光的电磁理论基础1.光波的特性：光波场的数学表示，光波的速度，光波场的时域、空域频谱，光波场的横波性及偏振态表示。2.光波在介质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.光波干涉的基本条件，光的相干性；2.双光束干涉、平行平板的多光束干涉；3.光学薄膜：增透膜，高反射膜，干涉滤光片；4.典型的干涉仪：迈克尔逊干涉仪，马赫-泽德干涉仪，法布里-珀罗干涉仪。（三）光的衍射1.光衍射的基本理论；2.夫朗和费衍射：单缝衍射，

3、圆孔衍射，多缝衍射，巴俾涅原理；3.菲涅耳衍射：菲涅耳圆孔衍射，菲涅耳直边衍射；4.衍射的应用：光栅，波带片，小孔、细线直径测量，狭缝测量；5.傅里叶光学基础。（四）光在各向异性介质中的传播特性1.光在晶体中传播特性的解析法描述、几何法描述，光在各向同性介质、单轴晶体中的传播特性；2.平面光波在晶体界面上的反射和折射特性：双折射，双反射；3.晶体光学元件：偏振棱镜，波片和补偿器；4.晶体的偏光干涉；5.晶体的旋光性。（五）晶体的感应双折射1.晶体的线性电光效应及应用；2.声光效应（喇曼-乃斯衍射、布喇格衍射）及应用；3.法拉

4、第效应。（六）光的吸收、色散和散射光的吸收、色散和散射基本概念。应用光学部分（七）几何光学基础1.基本概念和基本定律：光的直线传播定律，折射和反射定律，费马原理，马吕斯定律；2.基本光学元件及其成像特性：符号规则，折射球面及其近轴区物像关系，反射球面镜及其近轴区物像关系，反射平面镜成像的特点和应用，平板的成像公式及其应用，反射棱镜及其成像，透镜及其成像，共轴球面光学系统及其成像。（八）理想光学系统及其成像关系1.理想光学系统的基点和基面及其性质；2.图解法确定理想光学系统的物像关系和基点、基面；3.解析法确定理想光学系统的物

5、像关系—成像公式和放大率公式；4.理想光学系统的组合（双光组组合公式、截距法和正切法求解多光组组合公式）。（九）光学系统像差基础和光路计算1.光学系统的像差及光路计算：像差的基本概念，共轴球面光学系统中近轴区的光路计算，共轴球面光学系统中子午面内光线的光路计算；2.光学系统的光束限制：孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳的作用及其确定方法，视场光阑、入射窗和出射窗的作用及其确定方法，渐晕和景深的概念。（十）光学仪器1.眼睛（眼睛的结构、调节能力，眼睛的缺陷及其校正方法）；2.放大镜、显微镜和望远镜（基本原理、一般结构、基本使用方法）

6、。四、考试要求物理光学部分（一）光的电磁理论基础l.掌握光电磁波的基本特性和基本参量；2.熟练掌握光波在介质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.熟练掌握双光束干涉、多光束干涉特性；3.掌握光学薄膜的处理方法；4.掌握典型干涉仪和干涉滤光片的工作原理。（三）光的衍射1.熟练掌握夫朗和费衍射的基本特性：单缝衍射、圆孔衍射、多缝衍射、巴俾涅原理；2.掌握菲涅耳衍射的特性：菲涅耳圆孔衍射、菲涅耳直边衍射；3.熟练掌握光栅、波带片的特性；4.掌握傅

7、里叶光学基础知识。（四）光在各向异性介质中的传播特性1.熟练掌握光在单轴晶体中的传播特性；2.掌握平面光波在单轴晶体界面上的双折射特性、相移特性、偏振特性；3.掌握偏振棱镜、波片的工作原理和基本特性；4.掌握晶体偏光干涉的原理和基本特性。（五）晶体的感应双折射1.掌握晶体(KDP、GaAs)的线性电光效应及基本应用；2.掌握声光效应、法拉第效应概念。（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。应用光学部分（七）几何光学基础1.掌握基本概念和基本定律；2.熟练掌握基本光学元件及其成像特性。（八）理想光学系统及

8、其成像关系1.掌握理想光学系统的基点和基面及其性质；2.能通过图解法和解析法确定光学系统的物像关系，并能够进行简单的光学成像系统的设计；3.熟悉光组的概念，并能够确定双光组和多光组的等效光组。（九）光学系统像差基础和光路计算1.了解光学系统的像差和色差概念、基本特点及其对成像的影响，能够求