2017年天津工業(yè)大學物理光學考研初試大綱

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天津工業(yè)大學碩士研究生入學考試業(yè)務課考試大綱

課程編號：820

課程名稱：物理光學

一、考試的總體要求

"物理光學"入學考試是為招收物理、電子類碩士生而實施的選拔性考試。其指導思想是有利于選拔具有良好的物理光學理論基礎的高素質(zhì)人才。要求考生能夠系統(tǒng)地掌握光的波動理論；即光的電磁理論、光的反射和折射、光的偏振、光的干涉和衍射以及光在各向異性媒介中的傳播某問題。具備運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。

二、考試的內(nèi)容及比例

一、光的電磁理論(10-15%)
1.積分和微分形式的邁克斯韋爾方程組，物質(zhì)方程
2.電磁場的波動性，波動方程，光速，折射率
3.平面電磁波的簡諧波形式和復數(shù)形式，復振幅和光強度，平面電磁波的性質(zhì)
4.球面波和柱面波
5.輻射能，坡印廷矢量
6.電磁場的邊值關系
7.反射、折射定律，菲涅爾公式，反射率和透射率
8.全反射，速逝波
9.金屬表面的透射和反射
10.光的吸收、色散和散射
二、光波的疊加與分析(10-15%)
1.兩個頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加，代數(shù)加法，復數(shù)加法，相幅矢量加法
2.駐波形成的條件和表現(xiàn)特征
3.兩個頻率相同、振動方向互相垂直的單色光波的疊加，橢圓偏振光的特征與參與疊加光束的關系
4.不同頻率的兩個單色光波的疊加，光學拍產(chǎn)生的條件、表達，群速度和相速度
5.復雜光波的分解，周期性和非周期性光波分解的特點
三、光的干涉和干涉儀(20-25%)
1.產(chǎn)生干涉的條件
2.楊氏干涉實驗中，觀察屏處光強分布的推導，干涉條紋的特點和計算
3.分波前法干涉的其它實驗裝置
4.條紋的對比度定義，對比度如何受光源大小、光源單色性和兩相干光波振幅比例的影響，推導過程，空間相干性和時間相干性
5.相干性理論�；ハ喔珊瘮�(shù)和復相干度，時間相干度和空間相干度
6.平行平板產(chǎn)生的干涉，條紋定義域，等傾條紋計算
7.楔形平板產(chǎn)生的干涉，定域面位置和定域深度，等厚條紋計算
8.用牛頓環(huán)測量透鏡的曲率半徑的方法，近似條件，公式推導和條紋計算
9.平面干涉儀在測量中的應用
10.邁克爾遜干涉儀的基本構成，工作原理
11.泰曼干涉儀和傅立葉變換干涉儀的基本構成，工作原理
12.馬赫-澤德干涉儀的基本構成，工作原理
四、多光束干涉與光學薄膜(5-10%)
1.平行平板的多光束干涉。干涉光強公式推導，干涉圖樣特點，條紋銳度
2.法布里-珀羅干涉儀和陸末-蓋爾克板的應用
3.多光束干涉原理在薄膜理論中的應用。單層薄膜的透射和反射率計算，增透和增反膜工作原理，多層膜的計算方法，干涉濾光片工作原理
4.薄膜系統(tǒng)光學特性的矩陣計算方法。薄膜的特征矩陣，膜系反射率和透射率計算
5.薄膜波導的傳播模式，波導中的場分布，波導的光耦合
五、光的衍射(20-25%)
1.惠更斯-菲涅爾原理
2.基爾霍夫衍射理論
3.基爾霍夫衍射公式的近似：菲涅爾近似和夫瑯和費近似
4.矩孔和單縫的夫瑯和費衍射裝置、衍射公式的意義，衍射圖樣的特點和計算
5.圓孔的夫瑯和費衍射圖樣的特點和計算
6.光學成像系統(tǒng)的衍射與分辨本領的關系，各種成像系統(tǒng)分辨本領的定義和計算
7.雙縫夫瑯和費衍射強度分布公式的推導，衍射光強圖樣的特點，缺級現(xiàn)象的解釋
8.多縫夫瑯和費衍射強度分布公式的推導，衍射光強圖樣的特點，缺級現(xiàn)象的解釋和計算
9.衍射光柵的工作原理，光柵方程，光柵的色散本領，色分辨本領，自由光譜范圍的計算，不同類型光柵的工作特點
10.圓孔和圓屏的菲涅爾衍射，菲涅爾波帶分析法，衍射圖樣的特點與規(guī)律，菲涅爾波帶片參數(shù)計算
11.直邊的菲涅爾衍射的基本分析方法
12.全息術基本原理，特點和應用
六、傅立葉光學(5-10%)
1.平面波的復振幅和空間頻率
2.單色波場中復雜的復振幅分布及其分解，透鏡的透射系數(shù)推導，傅立葉積分與光場復振幅分解的關系
3.衍射現(xiàn)象的傅立葉分析方法，夫瑯和費近似下衍射場與孔徑場的變換關系，矩孔、單縫、雙縫、多縫、圓孔的夫瑯和費衍射計算，菲涅爾衍射的傅立葉變換表達
4.透鏡的傅立葉變換性質(zhì)和成像性質(zhì)，物體與透鏡的相對位置不同，透鏡后焦面上的光場變化規(guī)律，軸上和軸外點物的成像關系分析方法
5.相干成像系統(tǒng)分析及相干傳遞函數(shù)，相干傳遞函數(shù)的推導，方型和圓形出瞳時的相干傳遞函數(shù)
6.非相干成像系統(tǒng)分析及光學傳遞函數(shù)，光學傳遞函數(shù)的推導，相干傳遞函數(shù)和光學傳遞函數(shù)的關系，方型和圓形出瞳時的光學傳遞函數(shù)，有像差時相干傳遞函數(shù)和光學傳遞函數(shù)的形式
7.阿貝成像理論和阿貝-波特實驗
8.相干光學處理系統(tǒng)及其應用
9.非相干光學處理及其應用
七、光的偏振與晶體光學基礎（20-25％）
1.偏振光和自然光的特點和聯(lián)系，獲得偏振光的方法，馬呂斯定律和消光比
2.晶體的雙折射。尋常光和非尋常光，光軸，主平面和主截面
3.雙折射的電磁理論。晶體的各向異性及介電張量，單色平面波在晶體中的傳播規(guī)律
4.晶體光學性質(zhì)的圖形表示。折射率橢球，波矢面，法線面，光線面
5.光波在晶體表面的反射和折射。確定折射波和反射波的法線和光線方向的方法
6.典型晶體光學器件的工作原理
7.偏振光的干涉，平行偏振光和會聚偏振光的干涉現(xiàn)象及分析
8.旋光現(xiàn)象。旋光現(xiàn)象的規(guī)律和解釋
9.磁光效應
10.電光效應。泡克斯效應和克爾效應的原理和應用
11.光測彈性方法和玻璃內(nèi)應力測量。顯色偏振、四分之一波片法工作原理

三、考試的題型及比例

1．名詞解釋題（基本的物理概念、經(jīng)典模型解釋及比較）20-25%
2．簡答題20-30%
3．計算題45-60%

四、考試形式及時間

“物理光學”考試形式為筆試，考試時間為3小時。

五、主要參考教材（參考書目）

2．梁銓廷，《物理光學》，機械工業(yè)出版社