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鄭州輕工業大學

2019年碩士研究生入學考試初試科目考試大綱

工程光學(科目代碼：831)

本考試大綱適用于報考鄭州輕工業大學物理與電子工程學院化學物理技術專業碩士研究生的入學考試。

一、考試內容及基本要求

1.幾何系統的基本定律與成像概念

(1) 幾何光學的基本定律

(2) 成像的基本概念與完善成像條件

(3) 幾何光學中的符號規則和單個折射球面的光線光路計算

(4) 單個折射球面的成像

(5) 共軸球面系統的成像

要求學生了解幾何光學的基本概念;掌握幾何光學的基本定律;掌握費馬原理及馬呂斯定律;了解成像的概念。

2.理想光學系統

(1) 理想光學系統及其表征

(2) 圖解法求像

(3) 理想光學系統的物像位置關系

(4) 理想光學系統的放大率

(5) 理想光學系統的組合

(6) 兩種典型的光組組合及其性質

(7) 透鏡

要求學生掌握理想光學系統的概念、性質、基點基面及其系統的表示;會用圖解法和解析法求像，重點掌握高斯公式和牛頓公示及其理想系統的放大率公式;靈活應用光學系統的組合公式求組合系統的焦距、基點和基面;掌握兩種典型的光組組合及其性質;會求透鏡的焦距、基點和基面，了解透鏡的分類和性質。

3.平面與平面系統

(1) 平面反射鏡

(2) 平行平板

(3) 反射棱鏡

(4) 折射棱鏡與光楔

(5) 光學材料

要求學生掌握平面系統的基本作用和種類;掌握平面反射鏡、平行平板、反射棱鏡、折射棱鏡等典型平面系統的性質和作用;了解有關光學材料的有關知識。

4.光學系統中的光闌與光束限制

(1) 孔徑光闌、入瞳、出瞳和孔徑角

(2) 視場光闌、入窗、出窗和視場角

(3) 漸暈、漸暈系數和漸暈光闌

(4) 具體光學系統的光束限制

(5) 景深

要求學生掌握孔徑光闌、入瞳、出瞳、孔徑角、視場光闌、入窗、出窗、視場角、漸暈、漸暈系數和漸暈光闌的基本概念;明確不同光闌的作用;掌握照相系統、顯微系統和望遠系統中的光束限制情況，明確景深的概念。

5.光線的光路計算及像差理論

(1) 像差的基本概念

(2) 光線光路計算

(3) 單個折射球面的不暈點

(4) 幾何像差的定義、性質和影響因素

要求學生掌握光學系統像差的基本概念;了解光學系統像差的種類 ;重點熟悉初級單色像差。

6.典型光學系統

(1) 人眼的光學特性

(2) 放大鏡

(3) 顯微鏡系統

(4) 望遠鏡系統

要求學生掌握人眼的成像特性及各種典型光學系統(放大鏡、顯微鏡、望遠鏡)的光學參數、結構形式、光束限制和成像特性;明確視覺放大率、數值孔徑、分辨率等基本概念。

7.光的電磁理論基礎

(1) 麥克斯韋方程組、物質方程和波動方程

(2) 平面電磁波和性質、球面波和柱面波

(3) 電磁場的連續條件和菲涅爾公式

(4) 光的吸收、色散和散射

(5) 光波的疊加

要求學生了解積分和微分形式的麥克斯韋方程組、物質方程;掌握光的電磁波表達形式和電磁場的復振幅描述;理解光強的概念，掌握相對光強的計算;掌握光在介質分界面上的反射和折射、全反射，熟悉用菲涅耳公式計算反射或透射光波的振幅、強度和能流，理解半波損失;掌握布儒斯特定律;了解光的吸收、色散和散射現象及經典理論;掌握同頻率同振動方向的光波的疊加，理解光的相干疊加條件;理解頻率相同、振動方向相互垂直的兩光波的疊加;掌握光程的概念，熟悉光程差和位相差的轉換關系;領會群速度、相速度的概念，了解光拍、光駐波。

8.光的干涉和干涉系統

(1) 干涉及干涉條件

(2) 楊氏干涉

(3) 條紋的可見度

(4) 平板的雙光束干涉

(5) 典型雙光束干涉系統及應用

(6) 平行平板的多光束干涉及應用

要求學生掌握光的干涉定義和條件;掌握雙光束干涉的特點和理論計算;掌握典型的雙光束干涉系統及其應用，掌握多光束干涉的特點;了解時間相干性和空間相干性;了解條紋的定域性。

9.光的衍射

(1) 衍射的概念

(2) 夫瑯和費衍射公式及其物理意義

(3) 典型孔徑的夫瑯和費衍射

(4) 夫瑯和費衍射和傅里葉變換

(5) 光學系統的分辨本領

(6) 多縫的夫瑯和費衍射

(7) 衍射光柵

要求學生了解衍射現象、衍射系統和分類;了解惠更斯原理和夫瑯和費衍射公式;掌握矩孔、單縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析;掌握圓孔夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析，成像系統的分辨本領;了解多縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析;掌握衍射光柵的方程、特性和種類。

10.光的偏振和晶體光學基礎

(1) 自然光、偏振光和部分偏振光

(2) 布儒斯特定律及其應用

(3) 馬呂斯定律

(4) 晶體與晶體光學的基本概念

(5) 惠更斯作圖法分析晶體雙折射性質

(6) 偏振器件的作用、工作原理及特點

(7) 偏振光的矩陣表示和運算

(8) 偏振光的變換和判斷

要求學生了解自然光、偏振光和部分偏振光的定義、特點，偏振度的定義和計算，能夠產生偏振光的方法;掌握菲涅爾公式、布儒斯特定律和馬呂斯定律;了解晶體光學的基本概念(光軸、主平面、主截面、單軸多軸晶體、正負晶體);理解各種起偏器、分束器和波片的結構、作用和工作原理;了解偏振光的矩陣表示;了解偏振光的變換和測定;掌握偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強分布特性。

二、試卷題型結構

主要題型：選擇題(20分)，填空題(20分)，畫圖題(20分)，簡答題(40分)，計算題(50分)。

三、試卷分值及考試時間

考試時間 180分鐘，滿分150分。