2015年中国科学院大学070401天体物理考研大纲

　　817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。
　　应用光学部分应用光学部分应用光学部分应用光学部分
　　（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
　　物理光学部分物理光学部分物理光学部分物理光学部分
　　（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。