2021北京理工大學(xué)物理光學(xué)專業(yè)研究生考試大綱 正文

819物理光學(xué)
一.  考試要求：
（1）設(shè)置本考試科目的目的在于考核報(bào)考考生掌握物理光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的范圍和理解的深度，考核的知識(shí)范圍主要圍繞光波的基本性質(zhì)、光的干涉、光的衍射和光的偏振等波動(dòng)現(xiàn)象；
（2）注意深入理解和準(zhǔn)確掌握物理光學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法，切忌死記硬背；
（3）注重考核考生運(yùn)用物理光學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析問題和靈活解決問題的能力，考核考生是否具有靈活應(yīng)用知識(shí)的能力；
（4）答題要概念準(zhǔn)確，表述清楚，書寫和作圖規(guī)范，卷面整潔，回答問題一律寫在答題紙上；
（5）該門考試允許使用計(jì)算器。
二.  考試內(nèi)容：
（一） 光波的基本性質(zhì)
（1）光的電磁理論
◆ 光的電磁理論要點(diǎn)。
◆ 平面電磁波的性質(zhì)（矢量性質(zhì)；橫波性質(zhì)；電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系；電磁波攜帶的能量，能流密度矢量S，光強(qiáng)I，輻照度L；光波波長(zhǎng)、時(shí)間頻率、傳播速度、介質(zhì)折射率及它們之間的關(guān)系）。
（2）光波的波函數(shù)
◆ 波動(dòng)的基本概念，光波的分類。
◆ 簡(jiǎn)諧波的性質(zhì)及描述。
◆ 三維簡(jiǎn)諧平面波的性質(zhì)及描述。三維簡(jiǎn)諧平面波的時(shí)間參量和空間參量及它們之間的關(guān)系。
◆ 簡(jiǎn)諧球面波的性質(zhì)及描述。
（3）電磁波在兩種均勻各向同性透明媒質(zhì)界面上的反射和折射
◆ 理解菲涅耳公式的意義；反射光、折射光的性質(zhì)和計(jì)算。
◆ 理解并熟練應(yīng)用布儒斯特定律。
◆ 理解并熟練應(yīng)用全反射的性質(zhì)。
（二） 光的干涉
（1）干涉的基本理論
◆ 有關(guān)干涉的基本概念，處理雙光束干涉的基本原理、方法和步驟。
◆ 兩個(gè)平面波的干涉，干涉強(qiáng)度及其分布特點(diǎn)。
◆ 兩個(gè)球面波的干涉，干涉強(qiáng)度及其分布特點(diǎn)。
（2）分波面干涉
  ◆ 楊氏實(shí)驗(yàn)（主要掌握理想光源的情形）。
  ◆ 光波的時(shí)間相干性和空間相干性概念。
（3）分振幅干涉
◆ 邁克耳遜干涉儀。
  ◆ 平行平板的等傾干涉（以海定格干涉儀為例）。
  ◆ 楔形板和薄膜的等厚干涉（以牛頓干涉儀為例）。
（4）多光束干涉。
  ◆ 平行平板的多光束干涉原理及干涉強(qiáng)度分布特點(diǎn)。
  ◆ 干涉濾光片的工作原理及其應(yīng)用。
◆ F-P干涉儀及其應(yīng)用
  （三） 光的衍射。
（1）標(biāo)量衍射理論基礎(chǔ)
  ◆ 有關(guān)衍射的基本概念。
  ◆ 菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射（重點(diǎn)掌握基本概念，計(jì)算公式的意義及應(yīng)用）。
  ◆ 在有限距離觀察夫瑯和費(fèi)衍射的方法。
（2）計(jì)算衍射問題的傅里葉變換方法。
（3）單孔的夫瑯和費(fèi)衍射
  ◆ 單縫和單孔的夫瑯和費(fèi)衍射計(jì)算，衍射圖形分布特點(diǎn)。
  ◆ 圓孔夫瑯和費(fèi)衍射（重點(diǎn)掌握衍射圖形分布特點(diǎn)）。
  ◆ 光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)（望遠(yuǎn)鏡，照相機(jī)，顯微鏡）。
  ◆ 特殊物體的夫瑯和費(fèi)衍射（屏，位相物體）。
  ◆ 夫瑯和費(fèi)衍射圖形的性質(zhì)。
（4）周期孔徑的衍射－衍射光柵
  ◆ 一維振幅光柵（重點(diǎn)掌握一維矩形波光柵的夫瑯和費(fèi)衍射圖形分布特點(diǎn)，光柵的分光性能）。
（5）菲涅耳衍射
◆ 菲涅耳半波帶法以及園孔菲涅耳衍射軸上點(diǎn)的強(qiáng)度分布。
◆ 菲涅耳波帶板的結(jié)構(gòu)和成像性質(zhì)。
（6）光譜儀器
◆ 棱鏡、光柵、法布里-珀羅干涉儀干涉儀的光譜特性及應(yīng)用
（四） 光的偏振及晶體光學(xué)基礎(chǔ)
（1）光傳播的各向異性過程及各向異性媒質(zhì)
  ◆ 有關(guān)光的偏振及媒質(zhì)雙折射的基本概念。
  ◆ 偏振光的描述－掌握應(yīng)用正交線偏振分量的描述方法和應(yīng)用Jones矢量的描述方法。
（2）平面光波在單軸晶體中的傳播
◆ 應(yīng)用折射率橢球分析光波在單軸晶體中的傳播性質(zhì)。
◆ 全面而系統(tǒng)地描述“尋常光”和“異常光”在單軸晶體中的傳播性質(zhì)。
◆ 分析光波從各向同性介質(zhì)射向單軸晶體的雙折射性質(zhì)。
 (4)  偏振光的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和檢驗(yàn)
 ◆ 線偏振光的產(chǎn)生（重點(diǎn)掌握反射式起偏器，折射式起偏器和晶體雙折射起偏器的工作原理）。
◆ 線偏振光的檢驗(yàn)。
◆ 馬呂斯定律及其應(yīng)用
◆ 旋光現(xiàn)象及其應(yīng)用。
 ◆ 橢圓偏振光產(chǎn)生基本途徑和檢驗(yàn)的基本方法。
◆ 波片的性質(zhì)和應(yīng)用（重點(diǎn)掌握四分之一波片和二分之一波片的性質(zhì)和應(yīng)用）。
（5）平行偏振光的干涉。
三．題型及分值：
（1）考試題型分為判斷正誤，選擇題或填空題，簡(jiǎn)答題，綜合計(jì)算題（綜合計(jì)算題包括：分析計(jì)算題，公式推導(dǎo)題，繪圖題，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題等可能的類型）；
（2）總分150分。分值分配：概念判斷題30分，填空題或多項(xiàng)選擇題或單項(xiàng)選擇題30分，簡(jiǎn)答題40分，綜合計(jì)算題50分。
四．參考書
（1）劉娟，胡濱，周雅，《物理光學(xué)基礎(chǔ)教程》，北京理工大學(xué)出版社，2017年2月。
（2）劉娟，韓遇，胡濱，周雅，章婷《物理光學(xué)基礎(chǔ)教程學(xué)習(xí)指導(dǎo)和習(xí)題解答》北京理工大學(xué)出版社，2019年10月。

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