西北农林科技大学2027年硕士研究生招生考试《光学（862）》考试大纲

西北农林科技大学2027年硕士研究生招生考试《光学（862）》考试大纲

  一、考试科目基本要求及适用范围概述

  《光学》考试大纲适用于物理学（070200）专业、电子信息类-光电信息工程领域（085408）的硕士研究生入学考试。本课程考试旨在考查学生对光学的基础理论、基本知识和基本技能掌握的程度，以及运用所学理论解决实际问题的能力。

  二、考试形式和试卷结构

  本课程考试形式为闭卷笔试，考试时间180分钟，总分150分。考试内容包括几何光学和波动光学两部分，各占比例约40%和60%。考试内容中基本概念和基本理论的考核占60%，综合和实际应用的考核占40%。主要题型有：名词解释、作图题、简答题、计算题、证明题等。

  三、考试内容

  （一）几何光学部分

  1．几何光学基础

  几何光学的基本概念。

  基本定律，包括光的直线传播定律、反射、折射定律和费马原理等的内容和应用。

  基本光学元件的成像规律和特点，包括球面反射镜，折射球面镜，平面镜，薄透镜，折射平面，反射棱镜等。

  2．理想光学系统及其成像关系

  理想光学系统及其基点和基面的概念。

  理想光学系统的作图法。

  理想光学系统成像分析及计算，高斯公式，牛顿公式，垂轴放大率、轴向放大率和角放大率。

  光组基点、基面的确定，包括双光组组合、截距法、正切法。

  3．光学系统像差基础和光路计算

  光阑的概念、分类；孔径光阑和视场光阑的确定及相关的概念。

  光学系统的渐晕、景深和焦深的概念及其对成像的影响。

  光学系统成像的像差及其分类；各种像差的概念及其对成像质量的影响。

  共轴球面光学系统子午面内光路的计算及其基本像差分析。

  4．光学仪器

  眼睛的结构、成像的调节能力和分辨率；眼睛的缺陷和纠正。

  放大镜、显微镜和望远镜的结构、成像特点以及视角放大率和分辨率。

  光学系统成像分析和计算。

  基本成像光学系统的设计。

  5．光度学与色度学

  辐射量和光学量。

  光传播中光学量的变化。

  颜色及颜色表征。

  色度学基本定律和概念。

  （二）波动光学部分

  1．光的电磁理论基础

  光波的特性：光波场的数学表示，光波的能量，光波的速度。

  光波的特性：光波场的时域、空域频谱。

  光波的特性：光波场的横波性、偏振态及其表示。

  光波在界面上的反射和折射：斯涅耳定律，菲涅耳公式。

  光波在界面上的反射和折射：反射率和透射率，反射和折射的相位、偏振特性，半波损失、全反射、倏逝波、布儒斯特角、等。

  2．光的干涉

  产生干涉的基本条件。

  分波面法双光束干涉：杨氏双缝、菲涅耳双棱镜、菲涅耳双面镜、洛埃镜等。

  分振幅法双光束干涉：平行平板产生的等倾干涉、楔形平板产生的等厚干涉、牛顿环、定域干涉、非定域干涉等。

  平行平板的多光束干涉（法布里-珀罗干涉仪）。

  典型的干涉仪工作原理和应用（迈克尔逊干涉仪、马赫曾德尔干涉仪、等）。

  光的相干性（相干长度、空间相干性、时间相干性、相干时间、等）。

  3．光的衍射

  光衍射的基本理论：惠更斯原理、惠更斯-菲涅耳原理，基尔霍夫衍射理论，基尔霍夫衍射公式的近似—菲涅耳近似和夫琅禾费近似。

  夫琅禾费衍射：单缝衍射，多缝衍射，圆孔衍射，巴俾涅原理，等。

  衍射光栅：光栅方程、缺级、光栅分辨本领等。

  光学成像系统的分辨本领：瑞利判据，各种光学成像系统的分辨本领。

  菲涅耳衍射：泊松亮斑，菲涅耳波带分析法，振幅矢量加法。

  衍射的应用：光栅，波带片，小孔、细线直径测量，狭缝测量等。

  4．光的偏振

  光在单轴晶体中的传播特性。

  双折射（双折射、o光、e光、线二向色性、光轴、快轴等基本概念和性质）。

  晶体光学元件工作原理和作用：偏振棱镜（格兰棱镜、渥拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、等）、波片（四分之一波片、半波片，等）、补偿器。

  马吕斯定律。

  晶体的偏光干涉。

  晶体的旋光性（自然旋光、圆二向色性、等）。

  晶体的感应双折射：晶体的电光效应（克尔效应、普克尔斯效应）；声光效应；磁光效应（法拉第效应、光隔离器、等）。

  偏振光的检验。

  琼斯矢量和琼斯矩阵。

  5．光的吸收、色散和散射

  光与介质相互作用的经典理论。

  光的吸收（朗伯定律、比尔定律、等）。

  光的色散（正常色散、反常色散、旋光色散、等）。

  光的散射（瑞利散射、米氏散射、拉曼散射、等）。

  四、主要参考书目

  梁铨廷，《物理光学（第6版）》，电子工业出版社，2024。

  郁道银、谈恒英，《工程光学（第4版）》，机城工业出版社，2016。

  赵凯华、钟锡华，《光学》（重排本），北京大学出版社，2018年。