中科院研究生院碩士研究生入學考試《光學》考試大綱
《光學》考試大綱適用于“光學”、“光學工程”、“物理電子學”等專業的碩士研究生入學考試。課程考試旨在考查學生對有關物理光學和應用光學方面的基礎理論、基本概念、基本知識和解決基本、實際問題的能力。
一、考試內容
考試內容包括物理光學和應用光學兩部分,試題比例分別占60%和40%左右。考試內容中基本概念和基本理論的考核占60%,綜合和實際應用的考核占40%。
物理光學部分
(一)光的電磁理論基礎
1. 光波的特性:光波場的數學表示,光波的速度,光波場的時域、空域頻譜,光波場的橫波性及偏振態表示。
2. 光波在界面上的反射和折射: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. 光波干涉的基本條件,光的相干性;
2. 雙光束干涉、干行平板的多光束干涉;
3. 光學薄膜:增透膜,高反射膜,干涉濾光片;
4. 典型的干涉儀:邁克爾遜干涉儀,馬赫-澤德干涉儀,法布里-珀羅干涉儀。
(三)光的衍射
1. 光衍射的基本理論;
2. 夫朗和費衍射:單縫衍射,圓孔衍射,多縫衍射,巴俾涅原理;
3. 菲涅耳衍射:菲涅耳圓孔衍射,菲涅耳直邊衍射;
4. 衍射的應用:光柵,波帶片,小孔、細線直徑測量,狹縫測量;
5. 傅里葉光學基礎。
(四)光在各向異性介質中的傳播特性
1. 光在晶體中傳播特性的解析法描述、幾何法描述,光在各向同性介質、單軸晶體中的傳播特性;
2. 平面光波在晶體界面上的反射和折射特性:自然雙折射,自然雙反射;
3. 晶體光學元件:偏振棱鏡,波片;
4. 晶體的偏光干涉;
5. 旋光性。
(五)晶體的感應雙折射
1. 晶體的線性電光效應及應用;
2. 聲光效應(喇曼-乃斯衍射、布喇格衍射)及應用;
3. 法拉第效應。
(六)光的吸收、色散和散射
光的吸收、色散和散射基本概念。
應用光學部分
(七)幾何光學基礎
1. 基本概念和基本定律:光的直線傳播定律,折射和反射定律,費馬原理,馬呂斯定律;
2. 基本光學元件及其成像特性:符號規則,折射球面鏡及其近軸區物像關系,反射球面鏡及其近軸區物像關系,反射平面鏡成像的特點和應用,平板的成像公式及其應用,反射棱鏡及其成像,透鏡及其成像,共軸球面光學系統及其成像。
(八)理想光學系統及其成像關系
1. 理想光學系統的基點和基面及其性質;
2. 圖解法確定理想光學系統的物像關系和基點、基面;
3. 解析法確定理想光學系統的物像關系-成像公式和放大率公式;
4. 理想光學系統的組合(雙光組組合公式、截距法和正切法求解多光組組合公式)。
(九)光學系統像差基礎和光路計算
1. 光學系統的像差及光路計算:像差的基本概念,共軸球面光學系統中近軸區的光路計算,共軸球面光學系統中子午面內光線的光路計算;
2. 光學系統的光束限制:孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳的作用及其確定方法,視場光闌、入射窗和出射窗的作用及其確定方法,漸暈和景深的概念。
(十)光學儀器
1. 眼睛(眼睛的結構、調節能力,眼睛的缺陷及其校正方法);
2. 放大鏡、顯微鏡和望遠鏡(基本原理、一般結構、基本使用方法)。
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