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考試科目代碼及名稱：903工程光學(xué)一

一、考試基本要求

本門(mén)課程的考試旨在考核學(xué)生有關(guān)應(yīng)用光學(xué)和物理光學(xué)方面的基本概念、基本理論和實(shí)際解決光學(xué)問(wèn)題的能力。

考生應(yīng)獨(dú)立完成考試內(nèi)容，在回答試卷問(wèn)題時(shí)，要求概念準(zhǔn)確，邏輯清楚，必要的解題步驟不能省略，光路圖應(yīng)清晰正確。

二、考試內(nèi)容和考試要求

考試內(nèi)容以郁道銀主編《工程光學(xué)》（機(jī)械工業(yè)出版社）為主，包括應(yīng)用光學(xué)和物理光學(xué)兩部分，試題內(nèi)容比例各占50%。
“應(yīng)用光學(xué)”應(yīng)掌握的重點(diǎn)知識(shí)包括：幾何光學(xué)的基本理論和成像概念、理想光學(xué)系統(tǒng)理論、系統(tǒng)中的光束限制、平面和平面系統(tǒng)對(duì)成像的影響、像差的基本概念和典型光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)、成像關(guān)系及光束限制等。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)式和現(xiàn)象解釋?zhuān)?br /> 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．了解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，了解單個(gè)折射球面的光線光路計(jì)算公式（近軸、遠(yuǎn)軸）。
4．、角放大率γ、拉赫不變量等公式，理解垂軸放大率、軸向放大率和角放大率的定義和物理意義。、軸向放大率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
5．掌握共軸球面系統(tǒng)公式（包括過(guò)渡公式、成像放大率公式）。
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(guò)光線的性質(zhì)，其中包括：
1）無(wú)限遠(yuǎn)的軸上（外）物點(diǎn)、其共軛像點(diǎn)及光線；
2）無(wú)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）。
4．和角放大率γ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。、軸向放大率掌握理想光學(xué)系統(tǒng)垂軸放大率
第三章平面與平面系統(tǒng)
1．了解平面光學(xué)元件的種類(lèi)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.
4．掌握反射棱鏡的種類(lèi)、基本用途、成像方向判別、等效作用與展開(kāi)。
5．了解折射棱鏡的作用，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．了解漸暈、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．掌握物方遠(yuǎn)心光路的工作原理。
5．了解光瞳銜接原則及其作用。
第六章光線的光路計(jì)算及像差理論
1．了解像差的定義、種類(lèi)和消像差的基本原則。
2．掌握7種幾何像差的定義、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．了解正常眼、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(jué)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(jué)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(jué)放大率公式
3）分辨率與視覺(jué)放大率的關(guān)系
4）有效分辨率和工作分辨率。
5．了解攝影系統(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(lèi)。
6．了解投影系統(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．了解用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．了解望遠(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。

“物理光學(xué)”應(yīng)掌握的重點(diǎn)知識(shí)包括：光的電磁理論基礎(chǔ)、光的干涉和干涉系統(tǒng)、光的衍射、光的偏振和晶體光學(xué)基礎(chǔ)等。具體內(nèi)容如下：
第十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(jiǎn)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．了解球面波和柱面波的定義、方程表達(dá)式。
3．掌握波的疊加原理和計(jì)算方法。
4．了解相速度和群速度概念。
第十一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、公式、條紋特點(diǎn)及其現(xiàn)象的應(yīng)用。
3．了解條紋可見(jiàn)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(zhǎng)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．了解平行平板的多光束干涉條件、裝置、干涉條紋性質(zhì)與計(jì)算。
第十二章光的衍射
1．掌握衍射現(xiàn)象定義、衍射系統(tǒng)和分類(lèi)。
2．掌握惠更斯原理和夫瑯和費(fèi)衍射公式。
3．掌握矩孔夫瑯和費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布公式和衍射條紋性質(zhì)分析。
4．掌握單縫夫瑯和費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布公式和衍射條紋性質(zhì)分析。
5．掌握?qǐng)A孔夫瑯和費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布公式和衍射條紋性質(zhì)分析，成像系統(tǒng)分辨本領(lǐng)。
6．掌握多縫夫瑯和費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布公式和衍射條紋性質(zhì)分析。
7．掌握衍射光柵（平面光柵、閃耀光柵、階梯光柵）的方程、特性和種類(lèi)。
第十四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，能夠產(chǎn)生偏振光的方法。
2．了解菲涅爾公式，掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律。
3．了解晶體光學(xué)的基本概念（光軸、主平面、主截面、單軸多軸晶體、正負(fù)晶體），會(huì)用惠更斯原理分析晶體的雙折射現(xiàn)象。
4．掌握各種起偏器、分束器和波片（l/4波片、l/2波片和全波片）的結(jié)構(gòu)、作用和工作原理。
5．了解偏振光的矩陣表示，會(huì)用矩陣方法表示偏振光和配置器件，并求出射光的矩陣。
6．掌握偏振光的變換和測(cè)定方法（辨別偏振光、產(chǎn)生要求的偏振光）。
7．了解偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強(qiáng)分布特性。

三、考試基本題型

主要試題類(lèi)型包括：填空題、簡(jiǎn)答題、畫(huà)圖題、計(jì)算題等，每年的試題類(lèi)型從中選幾類(lèi)。試卷滿分為150分。