2022年深圳大學(xué)909工程光學(xué)考研初試大綱

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命題學(xué)院/部門(蓋章)：物理與光電工程學(xué)院

考試科目代碼及名稱：[909]工程光學(xué)

說明：可以使用簡單計(jì)算器

深圳大學(xué)碩士生入學(xué)考試“工程光學(xué)”課程大綱

一、考試的基本要求

本考試大綱適用于報(bào)考深圳大學(xué)物理與光電工程學(xué)院的光學(xué)工程和電子信息專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。本門課程的考試旨在考核學(xué)生有關(guān)工程光學(xué)方面的基本概念、基本理論的掌握程度和實(shí)際解決光學(xué)問題的能力。要求考生熟悉工程光學(xué)的基本概念和基本理論，掌握工程光學(xué)的基本思想和方法，具有較強(qiáng)的邏輯推理能力和運(yùn)算能力。

二、考試的內(nèi)容及比例：

考試內(nèi)容以郁道銀、談恒英主編《工程光學(xué)》(機(jī)械工業(yè)出版社)第4版為主，包括幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩部分，試題內(nèi)容比例各占50%。具體內(nèi)容如下：

第一章 幾何光學(xué)基本定律與成像概念

1. 掌握幾何光學(xué)基本定律的內(nèi)容、表達(dá)式、現(xiàn)象解釋和相關(guān)運(yùn)算：1)光的直線傳播定律; 2)光的獨(dú)立傳播定律 ;3)反射定律和折射定律(全反射及其應(yīng)用);4)光路的可逆性 ;5)費(fèi)馬原理;6)馬呂斯定律。

2. 掌握完善成像條件的概念和相關(guān)表述。

3. 掌握應(yīng)用光學(xué)中的符號(hào)規(guī)則，掌握近軸光線的光路計(jì)算公式。

4. 掌握單個(gè)折射球面、反射球面的成像公式，包括垂軸放大率、軸向放大率、角放大率的定義、物理意義和相關(guān)計(jì)算。

5. 掌握共軸球面系統(tǒng)公式(包括過渡公式、成像放大率公式)及相關(guān)計(jì)算。

第二章 理想光學(xué)系統(tǒng)

1. 掌握共軸理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)、基面及某些特殊點(diǎn)的性質(zhì)、共軛關(guān)系和經(jīng)過光線的性質(zhì)，其中包括：1)無限遠(yuǎn)的軸上(外)物點(diǎn)、其共軛像點(diǎn)及光線;2)無限遠(yuǎn)的軸上(外)像點(diǎn)的對(duì)應(yīng)物點(diǎn)及光線的性質(zhì);3)物方主平面與像方主平面的性質(zhì);4)光學(xué)系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)及性質(zhì)。

2. 掌握?qǐng)D解法求像的方法，會(huì)作圖求像。

3. 掌握解析法求像方法(牛頓公式、高斯公式)及相關(guān)計(jì)算。

4. 掌握理想光學(xué)系統(tǒng)垂軸放大率、軸向放大率和角放大率的定義、計(jì)算公式、物理意義及其與單個(gè)折射球面公式的異同，理想光學(xué)系統(tǒng)兩焦距之間的關(guān)系，理想光學(xué)系統(tǒng)的組合公式和正切計(jì)算法。

第三章 平面與平面系統(tǒng)

1. 掌握平面光學(xué)元件的種類和作用。

2. 掌握平面鏡的成像特點(diǎn)和性質(zhì)，平面鏡的旋轉(zhuǎn)特性，光學(xué)杠桿原理和應(yīng)用。

3. 掌握平行平板的成像特性，近軸區(qū)內(nèi)的軸向位移公式及相關(guān)計(jì)算。

4. 掌握反射棱鏡的種類、基本用途、成像方向判別、等效作用與展開。

5. 掌握折射棱鏡的作用，掌握其最小偏向角公式及應(yīng)用，光楔的偏向角公式及其應(yīng)用。

第四章 光學(xué)系統(tǒng)中的光闌與光束限制

1. 掌握孔徑光闌、入瞳、出瞳、孔徑角的定義及它們的關(guān)系。

2. 掌握視場(chǎng)光闌、入窗、出窗、視場(chǎng)角的定義及它們的關(guān)系。

3. 掌握漸暈、漸暈光闌、漸暈系數(shù)的定義及漸暈光闌和視場(chǎng)光闌的關(guān)系。

4. 掌握光學(xué)系統(tǒng)(照相系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、顯微鏡系統(tǒng))中的光束限制。

5. 掌握物方遠(yuǎn)心光路的工作原理。

6. 掌握光瞳銜接原則及其作用。

7. 掌握光學(xué)系統(tǒng)的景深。

第六章 光線的光路計(jì)算及像差理論

1. 掌握像差的定義、種類和消像差的基本原則

2. 掌握7種幾何像差(五種單色像差和兩種色差)的定義、影響因素、性質(zhì)和消像差方法

第七章 典型光學(xué)系統(tǒng)

1. 掌握正常眼、近視眼和遠(yuǎn)視眼的定義和特征，校正非正常眼的方法，眼睛調(diào)節(jié)能力計(jì)算。

2. 掌握視覺放大率的概念、表達(dá)式及其意義，與光學(xué)系統(tǒng)角放大率的異同點(diǎn)。

3. 掌握顯微鏡系統(tǒng)的概念和計(jì)算公式，包括：1)結(jié)構(gòu)組成、成像關(guān)系、光束限制 2)視覺放大率公式 3)線視場(chǎng)公式 4)數(shù)值孔徑和出瞳D’ 5)物鏡的分辨率 6)顯微鏡的有效放大率 7)物鏡的景深 8)視度調(diào)節(jié)。

4. 掌握望遠(yuǎn)系統(tǒng)的概念和計(jì)算公式，包括： 1)結(jié)構(gòu)組成、成像關(guān)系、光束限制 2)視覺放大率公式 3)分辨率與視覺放大率的關(guān)系 4)有效分辨率和工作分辨率。

5. 掌握攝影系統(tǒng)的概念和計(jì)算公式，包括：1)結(jié)構(gòu)組成、成像關(guān)系、光束限制 2)攝影物鏡的3個(gè)主要參數(shù)及其影響作用 3)分辨率公式 4)光圈的定義及其與孔徑光闌、分辨率、像面照度、景深的關(guān)系 5)景深公式及其影響因素 6)攝影物鏡的種類。

6. 掌握投影系統(tǒng)的概念和計(jì)算公式，包括：1)系統(tǒng)的基本要求 2)主要光學(xué)參數(shù) 3)其照明系統(tǒng)的銜接條件。

第九章 光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評(píng)價(jià)

1. 掌握光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)評(píng)價(jià)方法和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

2. 掌握用MTF曲線和其下面積判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量的方法和基本原理。

3. 掌握望遠(yuǎn)物鏡、顯微物鏡、望遠(yuǎn)目鏡、顯微目鏡和照相物鏡的像值評(píng)價(jià)要求和校像差要求。

第十一章 光的電磁理論基礎(chǔ)

1. 掌握電磁波的平面波解，包括：平面波、簡諧波解的形式和意義，物理量的關(guān)系，電磁波的性質(zhì)等

2. 掌握球面波和柱面波的定義、方程表達(dá)式

3. 掌握光波的疊加原理和計(jì)算方法：兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同的單色光波的疊加;駐波;兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向互相垂直的單色光波的疊加;兩個(gè)不同頻率的單色光波的疊加。

4. 掌握相速度和群速度概念

第十二章 光的干涉和干涉系統(tǒng)

1. 掌握干涉現(xiàn)象的定義和形成干涉的條件

2. 掌握楊氏雙縫干涉性質(zhì)、裝置、計(jì)算公式、條紋特點(diǎn)及其現(xiàn)象的應(yīng)用

3. 掌握干涉條紋可見度的定義、影響因素及其相關(guān)概念(包括臨界寬度和允許寬度、空間相干性和時(shí)間相干性、相干長度和相干時(shí)間等)

4. 掌握平行平板的雙光束干涉定域面、干涉裝置、干涉條紋的性質(zhì)和計(jì)算公式

5. 掌握楔形平板的雙光束干涉定域面、干涉裝置、干涉條紋的性質(zhì)和計(jì)算公式

6. 掌握典型雙光束干涉系統(tǒng)(斐索、邁克爾遜)及其應(yīng)用

7. 掌握平行平板的多光束干涉條件、裝置(法布里-珀羅干涉儀)、干涉條紋性質(zhì)與計(jì)算

第十三章 光的衍射

1. 掌握衍射現(xiàn)象定義、衍射系統(tǒng)和分類。

2. 掌握惠更斯原理和夫瑯和費(fèi)衍射公式。

3. 掌握巴比涅原理。

4. 掌握菲涅耳波帶法。

5. 掌握菲涅耳圓孔和圓屏衍射的基本性質(zhì)。

6. 掌握菲涅耳波帶片的基本性質(zhì)。

7. 掌握泰伯效應(yīng)的相關(guān)概念和計(jì)算。

8. 掌握典型孔徑(如矩孔、單縫、圓孔和多縫等)的夫瑯和費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布公式和衍射條紋性質(zhì)分析和相關(guān)計(jì)算。

9. 掌握光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射和分辨本領(lǐng)。

10. 掌握衍射光柵(平面光柵、閃耀光柵、階梯光柵)的工作原理、光柵方程和特性和相關(guān)計(jì)算。

第十四章 傅里葉光學(xué)

1. 掌握平面波的復(fù)振幅分布和空間頻率。

2. 掌握復(fù)雜復(fù)振幅分布及其分解。

3. 掌握光波衍射的傅里葉分析方法。

4. 掌握透鏡的傅里葉變換性質(zhì)和成像性質(zhì)。

5. 掌握相干成像系統(tǒng)分析及相干傳遞函數(shù)。

6. 掌握非相干成像系統(tǒng)分析及光學(xué)傳遞函數(shù)。

7. 掌握阿貝成像理論與波特實(shí)驗(yàn)。

第十五章 光的偏振和晶體光學(xué)基礎(chǔ)

1. 掌握自然光、偏振光和部分偏振光的定義、特點(diǎn)，偏振度的定義，從自然光獲取偏振光的方法。

2. 掌握布儒斯特定律。

3. 掌握晶體的雙折射現(xiàn)象。

4. 掌握馬呂斯定律和消光比。

5. 掌握晶體光學(xué)的基本概念(光軸、主平面、主截面、單軸晶體、正負(fù)晶體)。

6. 掌握各種偏振棱鏡、波片(l/4波片、l/2波片和全波片)和補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)、工作原理和作用。

7. 掌握偏振矩陣表示，包括偏振光的瓊斯矢量表示、正交偏振、偏振器件的瓊斯矩陣表示和相關(guān)計(jì)算。

8. 掌握偏振光的變換和測(cè)定方法。

9. 掌握偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強(qiáng)分布特性。

三、考試基本題型

試題類型可能包括：判斷題、選擇題、填空題、簡答題、作圖題、計(jì)算題等。試卷滿分為150分。