2021北京理工大學物理光學專業研究生考試大綱 正文

819物理光學
一.  考試要求：
（1）設置本考試科目的目的在于考核報考考生掌握物理光學基礎知識的范圍和理解的深度，考核的知識范圍主要圍繞光波的基本性質、光的干涉、光的衍射和光的偏振等波動現象；
（2）注意深入理解和準確掌握物理光學的基本概念、基本原理和基本方法，切忌死記硬背；
（3）注重考核考生運用物理光學知識進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用知識的能力；
（4）答題要概念準確，表述清楚，書寫和作圖規范，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算器。
二.  考試內容：
（一） 光波的基本性質
（1）光的電磁理論
◆ 光的電磁理論要點。
◆ 平面電磁波的性質（矢量性質；橫波性質；電場和磁場的關系；電磁波攜帶的能量，能流密度矢量S，光強I，輻照度L；光波波長、時間頻率、傳播速度、介質折射率及它們之間的關系）。
（2）光波的波函數
◆ 波動的基本概念，光波的分類。
◆ 簡諧波的性質及描述。
◆ 三維簡諧平面波的性質及描述。三維簡諧平面波的時間參量和空間參量及它們之間的關系。
◆ 簡諧球面波的性質及描述。
（3）電磁波在兩種均勻各向同性透明媒質界面上的反射和折射
◆ 理解菲涅耳公式的意義；反射光、折射光的性質和計算。
◆ 理解并熟練應用布儒斯特定律。
◆ 理解并熟練應用全反射的性質。
（二） 光的干涉
（1）干涉的基本理論
◆ 有關干涉的基本概念，處理雙光束干涉的基本原理、方法和步驟。
◆ 兩個平面波的干涉，干涉強度及其分布特點。
◆ 兩個球面波的干涉，干涉強度及其分布特點。
（2）分波面干涉
  ◆ 楊氏實驗（主要掌握理想光源的情形）。
  ◆ 光波的時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度分布特點。
  ◆ 干涉濾光片的工作原理及其應用。
◆ F-P干涉儀及其應用
  （三） 光的衍射。
（1）標量衍射理論基礎
  ◆ 有關衍射的基本概念。
  ◆ 菲涅耳衍射和夫瑯和費衍射（重點掌握基本概念，計算公式的意義及應用）。
  ◆ 在有限距離觀察夫瑯和費衍射的方法。
（2）計算衍射問題的傅里葉變換方法。
（3）單孔的夫瑯和費衍射
  ◆ 單縫和單孔的夫瑯和費衍射計算，衍射圖形分布特點。
  ◆ 圓孔夫瑯和費衍射（重點掌握衍射圖形分布特點）。
  ◆ 光學成像系統的分辨本領（望遠鏡，照相機，顯微鏡）。
  ◆ 特殊物體的夫瑯和費衍射（屏，位相物體）。
  ◆ 夫瑯和費衍射圖形的性質。
（4）周期孔徑的衍射－衍射光柵
  ◆ 一維振幅光柵（重點掌握一維矩形波光柵的夫瑯和費衍射圖形分布特點，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的強度分布。
◆ 菲涅耳波帶板的結構和成像性質。
（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用
（四） 光的偏振及晶體光學基礎
（1）光傳播的各向異性過程及各向異性媒質
  ◆ 有關光的偏振及媒質雙折射的基本概念。
  ◆ 偏振光的描述－掌握應用正交線偏振分量的描述方法和應用Jones矢量的描述方法。
（2）平面光波在單軸晶體中的傳播
◆ 應用折射率橢球分析光波在單軸晶體中的傳播性質。
◆ 全面而系統地描述“尋常光”和“異常光”在單軸晶體中的傳播性質。
◆ 分析光波從各向同性介質射向單軸晶體的雙折射性質。
 (4)  偏振光的產生、轉換和檢驗
 ◆ 線偏振光的產生（重點掌握反射式起偏器，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。
◆ 馬呂斯定律及其應用
◆ 旋光現象及其應用。
 ◆ 橢圓偏振光產生基本途徑和檢驗的基本方法。
◆ 波片的性質和應用（重點掌握四分之一波片和二分之一波片的性質和應用）。
（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，簡答題，綜合計算題（綜合計算題包括：分析計算題，公式推導題，繪圖題，實驗設計題等可能的類型）；
（2）總分150分。分值分配：概念判斷題30分，填空題或多項選擇題或單項選擇題30分，簡答題40分，綜合計算題50分。
四．參考書
（1）劉娟，胡濱，周雅，《物理光學基礎教程》，北京理工大學出版社，2017年2月。
（2）劉娟，韓遇，胡濱，周雅，章婷《物理光學基礎教程學習指導和習題解答》北京理工大學出版社，2019年10月。

北京理工大學

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