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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。 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，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） 。 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，能够求解简单的球 面光学系统的光路和基本初级像差 ； 2. 了解光学系统中光阑的作用和意义及其相关的概念，并能够确定简单光学系统的孔 径光阑和视场光阑。 （ 十 ）光学仪器 了解基本助视光学仪器的基本原理和结构。 五、主要参考书目 1. 石顺祥、 王学恩 、刘劲松，物理光学与应用光学 （第二版） ，西安：西安电 子科技 大学出版社， 2008.8。 2. 郁道银、谈恒英，工程光学 （第二版） ，北京：机城工业出版社， 2006.2。 编制单位：中国科学院 大学 编制日期： 2021 年 6 月 18 日
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