考试科目代码： T32

考试科目名称：光学基础

光学是光学工程专业硕士生必备的专业基础课之一。它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生所能达到的水平，以保证被录取者有良好的光学基础。主要考查学生系统掌握光学基本原理、基础知识及相关应用能力。要求考生具备较为扎实的光学基础，以便后续相关课程的学习并为今后的科学研究打下基础。

对光学基础部分，考生应着重掌握光学的基本概念、基本原理、基本规律，适当注意光学与自然科学、工程技术相关学科的联系，应用光学知识解决实际问题。

（一）答卷方式：闭卷，笔试

（二）答题时间：180分钟

（三）题型：证明和计算

（四）参考书目：

1. *姚启钧，《光学》，高等教育出版社

2. 蔡履中等，《光学》，山东大学出版社

（一）光的本性

1. 理解光线与光程的概念，理解光传播的直线性、独立性和可逆性。

2. 熟练掌握反射定律、折射定律、全反射原理等几何光学的基本定律。

3. 熟悉棱镜、光纤的基本结构及其应用。

4. 熟悉光波的概念、描述方法及光波的电磁性质。

5. 理解光的横波性与偏振特性以及自然光、部分偏振光与偏振光的概念。

6. 熟练掌握布儒斯特定律以及利用反射和折射获得平面偏振光的方法。

7. 熟练掌握马吕斯定律。

8. 熟悉光的量子性的基本概念。

9. 理解黑体辐射、光电效应、康普顿效应及光的波粒二象性。

 

（二）光学成像的几何学原理

1. 掌握物与像、物空间与像空间的基本概念、光学系统理想成像的条件、傍轴成像条件。

2. 熟练运用平面及单球面折射与反射成像公式、高斯物像公式、牛顿物像公式、焦距公式、横向放大率公式解决物像关系、焦距及放大率等问题。

3. 理解共轴球面系统的逐次成像规律，会计算厚透镜及薄透镜的成像问题。

4. 理解理想光具组基点和基面的概念，理解焦点、主点、节点的确定方法，掌握理想光具组成像的几何作图法。

5. 熟悉像差及光阑的概念。

6. 理解光学仪器放大本领和集光本领的概念，掌握成像仪器、助视仪器及分光仪器的基本结构和原理。

 

（三）光的干涉

1. 熟悉波前的概念及球面波的傍轴条件与远场条件。

2. 理解波动叠加与光的干涉现象，深刻理解光的相干条件及干涉条件。

3. 掌握获得相干光波的方法。

4. 熟练掌握杨氏干涉实验的分析方法、干涉图样强度分布及干涉条纹特点，熟悉杨氏干涉的应用。

5 了解空间相干性的概念及光源宽度与光场空间相干性的关系，熟悉时间相干性的概念及光源光谱宽度与光场时间相干性的关系。

6. 熟练掌握薄膜等倾、等厚干涉的特点与分析方法，熟练运用光程差或相位差公式计算有关薄膜干涉问题。

7. 理解增透膜、增反膜的概念及应用。

8. 掌握迈克尔逊干涉仪、法布里－珀罗干涉仪的原理、特点及应用。

 

（四）光的衍射

1. 熟悉光的衍射现象及惠更斯－菲涅耳原理。

2. 掌握利用菲涅耳半波带法和振幅矢量法分析圆孔和的菲涅耳衍射。

3. 掌握夫琅和费衍射图样的观察方法。

4. 掌握利用菲涅耳半波带法、振幅矢量法以及衍射积分法分析单缝、矩形孔双缝的夫琅和费衍射，理解衍射图样的光强分布特点

5. 熟悉圆孔夫琅和费衍射图样的特点，掌握艾里斑与圆孔大小的关系。

6. 掌握平面光栅衍射的分析方法、衍射图样强度分布特点、光栅光谱、以及光栅方程的运用。

7. 了解闪耀光栅、正弦光栅以及体光栅的概念及衍射特点。

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