2018年西安理工大学813物理光学考研大纲

西安理工大学研究生招生入学考试
《物理光学》考试大纲
科目代码：813
科目名称：物理光学
第一部分 课程目标与基本要求
一、课程目标
“物理光学”课程是光电信息科学与工程、测控技术与仪器等专业的专业基础课。本课程考查考生对
光在各向同性介质和各向异性介质传播规律、光的干涉和光的衍射基本理论的掌握程度，考查学生应用
这些规律和理论分析问题、解决问题的能力。
二、基本要求
“物理光学”课程的任务是研究光的本性，光与物质相互作用的一门科学，使学生能够从光的电磁场理
论出发分析光在不同介质中传播的基本规律，掌握光的干涉、光的衍射的基本理论。通过本门课程的学
习，培养学生能够应用所学的理论知识分析物理现象，解决典型的实际问题的能力；通过对物理光学发
展前景的了解，激发学生学习物理光学的兴趣和信心，并使学生为后续专业课程的学习打下一定的基础。
第二部分 课程内容与考核目标
绪论
介绍光学发展史，让学生了解光学基本理论建立的前因后果，介绍最新的物理光学发展成果，提高学生
学习本门课程的兴趣。
第一章 光在各向同性介质中的传播特性
1、掌握光的电磁场理论的物理意义；
2、理解光的波动微分方程；
3、掌握光的波动微分方程解的物理意义；
4、了解不同形式光波场的频谱特点；
5、掌握光波相速度、群速度的概念及意义；
6、掌握反射定律和折射定律的矢量表达式；
7、掌握菲涅耳公式，会用菲涅耳公式计算反射光和折射光振幅、光强等；
8、掌握发生全反射时，反射光和折射光的特点；
9、了解光在金属表面上发生反射和折射的特性；
第二章 光的干涉
1、掌握双光束干涉的基本条件；
2、掌握分波阵面干涉获得相光源的方法；
3、掌握平板的双光束干涉条纹的特点，干涉场光强的计算方法；
4、掌握典型的双光束干涉仪原理和应用；
5、掌握平行平板的多光束干涉条纹的特点，干涉场光强的计算方法；
6、掌握典型的多光束干涉仪以及干涉滤光片的原理和应用；
7、会对光学薄膜的反射特性进行分析和计算，掌握光学薄膜的应用；
第三章 光的衍射
1、理解光的衍射理论，会用光的衍射理论推导出菲涅耳衍射公式和夫琅禾费衍射公式；
2、掌握典型孔径的夫琅禾费衍射图样的特点，会计算典型孔径的夫琅禾费衍射场光强大小；
3、掌握夫琅禾费衍射在测量中的应用；
4、会用夫琅禾费衍射理论分析典型成像系统的分辨本领；
5、掌握典型孔径的菲涅耳衍射图样特点，会定性地分析衍射场中光强的大小；
6、掌握衍射光栅的分光原理和应用；
7、掌握波带片的工作原理，了解波带片在光学仪器中的应用；
第四章 光在各向异性介质中的传播特性
1、掌握晶体介电张量的概念；
2、从光的电磁场理论出发，理解平面光波在晶体中传播特性的解析法描述；
3、从光的电磁场理论出发，掌握平面光波在晶体中传播特性的几何描述；
4、掌握用平面光波在晶体中传播特性的几何图形，描述光在晶体界面上的双折射和双反射现象；
5、掌握典型晶体光学器件的工作原理和应用；
6、掌握晶体偏振干涉原理和应用；
第五章 晶体的感应双折射
1、掌握光电效应概念，了解晶体光电效应的应用；
2、掌握旋光效应概念，了解晶体旋光效应的应用；
3、掌握法拉第效应概念，了解晶体法拉第效应的应用；
第三部分 有关说明与实施要求
1、考试目标的能力层次的表述
本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：
较低要求——了解；一般要求——理解、熟悉、会；较高要求——掌握、应用。
一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述；对计算方法、应用
方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。
2、命题考试的若干规定
(1)本课程的命题考试是根据本大纲规定的考试内容来确定的，根据本大纲规定的各种比例(每种比例规
定可有 3 分以内的浮动幅度，来组配试卷，适当掌握试题的内容、覆盖面、能力层次和难易度)。
(2)各章考题所占分数大致如下：
第一章 25％； 第二章 20％； 第三章 25％；第四章 25％；第五章 5％；
(3)其难易度分为易、较易、较难、难四级，每份试卷中四种难易度，试题分数比例一般为 2：3：3：2。
(4)试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解(知识”占 10%，“理解(熟悉、能、会)”
占 20%，“掌握(应用)”占 70%。
(5)试题主要题型有填空题、简答题、分析计算等多种题型。
(6)考试方式为闭卷笔试。考试时间为 180 分钟，试题主要测验考生对本学科的基础理论、基本知识和
基本技能掌握的程度，以及运用所学理论分析、解决问题的能力。试题要有一定的区分度，难易程度要
适当。一般应使本学科、专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。
(7)题型举例
●填空题：20％（由 10－15 个小题组成，含概念和小计算。）
某单色光波在真空中的波长为λ ，在折射率为 n 的透明介质中的波长为 ，在该透明
介质中从 P 点传播到 Q 点，若 P、Q 两点的相位差为 8л ，那么 PQ 对应的光程为 。
●简答题：40％
外观完全相同的三个晶体光学元件：①线偏振器，②1/2 波片，③1/4 波片，因标记脱落而无法区
分；现手头有一单色光源（自然光）、一个偏振分光镜、一个反射镜、一台功率计，给出区分这三个光
学器件的实验步骤。
●计算与分析：40％
在F-P干涉仪中，两反射面之间空气层厚度ｈ=10mm，准直透镜Ｌ１和会聚透镜Ｌ２的焦距均为200mm，
直径为 d =8mm 单色光源位于Ｌ１的前焦面上，光源波长λ =0.5μ m，试求：
（1） 干涉图中央条纹的级次，可观察到的条纹数目？
（2）在两反射面之间的空气层中插入不透明的屏，挡住反射面有效孔径的一半，干涉条纹有什么变化？
（3）若用厚度为 1mm，折射率为 1.5 的薄片代替上面的不透明的屏，干涉条纹又会发生什么变化？