鄭州輕工業(yè)大學

    2021年碩士研究生入學考試初試科目考試大綱工程光學（科目代碼：831）

    本考試大綱適用于報考鄭州輕工業(yè)大學物理與電子工程學院化學物理技術、電子信息類專業(yè)碩士研究生的入學考試。

    一、考試內容及基本要求

    1.幾何系統(tǒng)的基本定律與成像概念

    （1）幾何光學的基本定律

    （2）成像的基本概念與完善成像條件

    （3）幾何光學中的符號規(guī)則和單個折射球面的光線光路計算

    （4）單個折射球面的成像

    （5）共軸球面系統(tǒng)的成像

    要求學生了解幾何光學的基本概念；掌握幾何光學的基本定律；掌握費馬原理及馬呂斯定律；了解成像的概念。

    2.理想光學系統(tǒng)

    （1）理想光學系統(tǒng)及其表征

    （2）圖解法求像

    （3）理想光學系統(tǒng)的物像位置關系

    （4）理想光學系統(tǒng)的放大率

    （5）理想光學系統(tǒng)的組合

    （6）兩種典型的光組組合及其性質

    （7）透鏡

    要求學生掌握理想光學系統(tǒng)的概念、性質、基點基面及其系統(tǒng)的表示；會用圖解法和解析法求像，重點掌握高斯公式和牛頓公示及其理想系統(tǒng)的放大率公式；靈活應用光學系統(tǒng)的組合公式求組合系統(tǒng)的焦距、基點和基面；掌握兩種典型的光組組合及其性質；求透鏡的焦距、基點和基面的方法，了解透鏡的分類和性質。

    3.平面與平面系統(tǒng)

    （1）平面反射鏡

    （2）平行平板

    （3）反射棱鏡

    （4）折射棱鏡與光楔

    （5）光學材料

    要求學生掌握平面系統(tǒng)的基本作用和種類；掌握平面反射鏡、平行平板、反射棱鏡、折射棱鏡等典型平面系統(tǒng)的性質和作用；了解有關光學材料的有關知識。

    4.光學系統(tǒng)中的光闌與光束限制

    （1）孔徑光闌、入瞳、出瞳和孔徑角

    （2）視場光闌、入窗、出窗和視場角

    （3）漸暈、漸暈系數和漸暈光闌

    （4）具體光學系統(tǒng)的光束限制

    （5）景深

    要求學生掌握孔徑光闌、入瞳、出瞳、孔徑角、視場光闌、入窗、出窗、視場角、漸暈、漸暈系數、漸暈光闌的基本概念；明確不同光闌的作用；掌握照相系統(tǒng)、顯微系統(tǒng)和望遠系統(tǒng)中的光束限制情況，明確景深的概念。

    5.光線的光路計算及像差理論

    （1）像差的基本概念

    （2）光線光路計算

    （3）單個折射球面的不暈點

    （4）幾何像差的定義、性質和影響因素

    要求學生掌握光學系統(tǒng)像差的基本概念；了解光學系統(tǒng)像差的種類；重點熟悉初級單色像差。

    6.典型光學系統(tǒng)

    （1）人眼的光學特性

    （2）放大鏡

    （3）顯微鏡系統(tǒng)

    （4）望遠鏡系統(tǒng)

    要求學生掌握人眼的成像特性及各種典型光學系統(tǒng)（放大鏡、顯微鏡、望遠鏡）的光學參數、結構形式、光束限制和成像特性；明確視覺放大率、數值孔徑、分辨率等基本概念。

    7.光的電磁理論基礎

    （1）麥克斯韋方程組、物質方程和波動方程

    （2）平面電磁波和性質、球面波和柱面波

    （3）電磁場的連續(xù)條件和菲涅爾公式

    （4）光的吸收、色散和散射

    （5）光波的疊加

    要求學生了解積分和微分形式的麥克斯韋方程組、物質方程；掌握光的電磁波表達形式和電磁場的復振幅描述；理解光強的概念，掌握相對光強的計算；掌握光在介質分界面上的反射和折射、全反射，熟悉用菲涅耳公式計算反射或透射光波的振幅、強度和能流，理解半波損失；掌握布儒斯特定律；了解光的吸收、色散和散射現象及經典理論；掌握同頻率同振動方向的光波的疊加，理解光的相干疊加條件；理解頻率相同、振動方向相互垂直的兩光波的疊加；掌握光程的概念，熟悉光程差和位相差的轉換關系；領會群速度、相速度的概念，了解光拍、光駐波。

    8.光的干涉和干涉系統(tǒng)

    （1）干涉及干涉條件

    （2）楊氏干涉

    （3）條紋的可見度

    （4）平板的雙光束干涉

    （5）典型雙光束干涉系統(tǒng)及應用

    （6）平行平板的多光束干涉及應用

    要求學生掌握光的干涉定義和條件；掌握雙光束干涉的特點和理論計算；掌握典型的雙光束干涉系統(tǒng)及其應用，掌握多光束干涉的特點；了解時間相干性和空間相干性；了解條紋的定域性。

    9.光的衍射

    （1）衍射的概念

    （2）夫瑯和費衍射公式及其物理意義

    （3）典型孔徑的夫瑯和費衍射

    （4）夫瑯和費衍射和傅里葉變換

    （5）光學系統(tǒng)的分辨本領

    （6）多縫的夫瑯和費衍射

    （7）衍射光柵

    要求學生了解衍射現象、衍射系統(tǒng)和分類；了解惠更斯原理和夫瑯和費衍射公式；掌握矩孔、單縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析；掌握圓孔夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析，成像系統(tǒng)的分辨本領；了解多縫夫瑯和費衍射的光強分布公式和衍射條紋性質分析；掌握衍射光柵的方程、特性和種類。

    10.光的偏振和晶體光學基礎

    （1）自然光、偏振光和部分偏振光

    （2）布儒斯特定律及其應用

    （3）馬呂斯定律

    （4）晶體與晶體光學的基本概念

    （5）惠更斯作圖法分析晶體雙折射性質

    （6）偏振器件的作用、工作原理及特點

    （7）偏振光的矩陣表示和運算

    （8）偏振光的變換和判斷

    要求學生了解自然光、偏振光和部分偏振光的定義、特點，偏振度的定義和計算，能夠產生偏振光的方法；掌握菲涅爾公式、布儒斯特定律和馬呂斯定律；了解晶體光學的基本概念（光軸、主平面、主截面、單軸多軸晶體、正負晶體）；理解各種起偏器、分束器和波片的結構、作用和工作原理；了解偏振光的矩陣表示；了解偏振光的變換和測定；掌握偏振光的干涉原理、裝置、公式、光強分布特性。

    二、試卷題型結構

    主要題型：選擇題（20分），填空題（20分），畫圖題（20分），簡答題（40分），計算題

    （50分）。

    三、試卷分值及考試時間

    考試時間180分鐘，滿分150分。

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