光学考试大纲
适用于光学、光学工程和物理电子学
Ⅰ考查目标
光学考试包括几何光学、波动光学。要求考生系统掌握本课程的基本理论和方法,并能够运用所学理论和方法分析和解决有关的光学问题和现象。
Ⅱ 考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
本试卷满分为150分,考试时间为180分钟。
二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试。
三、试卷内容结构
几何光学 35分
波动光学 100分
光学实验 15分
四、试卷题型结构
计算题 占105分
简答题 占30分
实验题 占15分
Ⅲ 考查范围
一.总论
光的本性;
光学的研究对象与内容;
光学的发展史;
二.几何光学
几何光学三定律(包括全反射、光路可逆性和自准直原理);
费马原理的表述以及与几何光学三定律的一致性、物象之间的等光程性;
惠更斯原理的表述以及对反射定律和折射定律的解释;
折射率及其意义;色散;
近(傍)轴光线在球面的反射、折射和成像规律;
薄透镜(组)成像规律(包括磨镜者公式:焦距与折射率、曲率半径的关系)
放大镜(目镜)、显微镜和望远镜的光路原理;
三.光度学初步
辐射能通量(辐射功率)、发光强度、亮度和照度;
余弦发射体(朗伯反射体);
四.光的干涉
光波(场)的数学描述;球面波和平面波;
光强与场强(振幅)的关系;
波的迭加;
相干与非相干迭加;
干涉现象产生的条件和方法;双光束干涉场条纹对比度(反衬度);
等厚与等倾干涉;Michelson干涉仪;
多光束干涉;Fabry-Perot干涉仪;
干涉条纹的形状和间距及其变化;
光源的宽度和单色性对干涉条纹对比度的影响;光源的相干长度;
五.光的衍射
光的衍射;与干涉的区别和联系;
衍射的数学描述(Fresnel-Kirchhoff积分公式);
Babinet原理;
单缝Fraunhofer衍射的矢量图解法或复数积分法;单缝衍射花样(衍射因子)的特点;
多缝Fraunhofer(光栅)衍射强度分布;单缝衍射因子与缝间干涉因子;光栅方程;
六.光的偏振
光的偏振
反射、折射(了解Fresnel公式)中的偏振现象;Brewster角;
晶体双折射现象;l/2和l/4波片;
各类偏振光的获得和检验;
七.光学部分实验
成像法测量薄透镜焦距或(微小)尺度的误差研究
全反射法、最小偏向角法或自准直法测定透明材料的折射率;
利用衍射现象测量光学基本量和其它物理量(l、尺寸和n等)
利用Michelson干涉仪上的白光干涉现象测量透明材料厚度;
用光栅测定谱线波长;
布儒斯特角的测量;几种偏振光的产生与检验。