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2018 年天津工業大學碩士研究生入學考試業務課考試大綱
課程編號： 820 課程名稱：物理光學
一、考試的總體要求
"物理光學"入學考試是為招收物理、電子類碩士生而實施的選拔性考試。其指導思想是
有利于選拔具有良好的物理光學理論基礎的高素質人才。要求考生能夠系統地掌握光的波動
理論；即光的電磁理論、光的反射和折射、光的偏振、光的干涉和衍射以及光在各向異性媒
介中的傳播某問題。具備運用所學的知識分析問題和解決問題的能力。
二、考試的內容及比例
一、光的電磁理論(10-15%)
1. 積分和微分形式的邁克斯韋爾方程組，物質方程
2. 電磁場的波動性， 波動方程，光速，折射率
3. 平面電磁波的簡諧波形式和復數形式，復振幅和光強度，平面電磁波的性質
4. 球面波和柱面波
5. 輻射能，坡印廷矢量
6. 電磁場的邊值關系
7. 反射、折射定律，菲涅爾公式，反射率和透射率
8. 全反射，速逝波
9. 金屬表面的透射和反射
10. 光的吸收、色散和散射
二、光波的疊加與分析 (10-15%)
1. 兩個頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加，代數加法，復數加法，相幅矢量加法
2. 駐波形成的條件和表現特征
3. 兩個頻率相同、振動方向互相垂直的單色光波的疊加，橢圓偏振光的特征與參與疊加光
束的關系
4. 不同頻率的兩個單色光波的疊加，光學拍產生的條件、表達，群速度和相速度
5. 復雜光波的分解，周期性和非周期性光波分解的特點
三、光的干涉和干涉儀(20-25%)
1. 產生干涉的條件
2. 楊氏干涉實驗中，觀察屏處光強分布的推導，干涉條紋的特點和計算
3. 分波前法干涉的其它實驗裝置
4. 條紋的對比度定義，對比度如何受光源大小、光源單色性和兩相干光波振幅比例的影響，
推導過程，空間相干性和時間相干性
5. 相干性理論?；ハ喔珊瘮岛蛷拖喔啥龋瑫r間相干度和空間相干度
6. 平行平板產生的干涉，條紋定義域，等傾條紋計算
7. 楔形平板產生的干涉，定域面位置和定域深度，等厚條紋計算
8. 用牛頓環測量透鏡的曲率半徑的方法，近似條件，公式推導和條紋計算
9. 平面干涉儀在測量中的應用
10. 邁克爾遜干涉儀的基本構成，工作原理
11. 泰曼干涉儀和傅立葉變換干涉儀的基本構成，工作原理
12. 馬赫-澤德干涉儀的基本構成，工作原理
四、多光束干涉與光學薄膜(5-10%)
1. 平行平板的多光束干涉。干涉光強公式推導，干涉圖樣特點，條紋銳度
2. 法布里-珀羅干涉儀和陸末-蓋爾克板的應用
3. 多光束干涉原理在薄膜理論中的應用。單層薄膜的透射和反射率計算，增透和增反膜工
作原理，多層膜的計算方法，干涉濾光片工作原理
4. 薄膜系統光學特性的矩陣計算方法。薄膜的特征矩陣，膜系反射率和透射率計算
5. 薄膜波導的傳播模式，波導中的場分布，波導的光耦合
五、光的衍射 (20-25%)
1. 惠更斯-菲涅爾原理
2. 基爾霍夫衍射理論
3. 基爾霍夫衍射公式的近似：菲涅爾近似和夫瑯和費近似
4. 矩孔和單縫的夫瑯和費衍射裝置、衍射公式的意義，衍射圖樣的特點和計算
5. 圓孔的夫瑯和費衍射圖樣的特點和計算
6. 光學成像系統的衍射與分辨本領的關系，各種成像系統分辨本領的定義和計算
7. 雙縫夫瑯和費衍射強度分布公式的推導，衍射光強圖樣的特點，缺級現象的解釋
8. 多縫夫瑯和費衍射強度分布公式的推導，衍射光強圖樣的特點，缺級現象的解釋和計算
9. 衍射光柵的工作原理，光柵方程，光柵的色散本領，色分辨本領，自由光譜范圍的計算，
不同類型光柵的工作特點
10. 圓孔和圓屏的菲涅爾衍射，菲涅爾波帶分析法，衍射圖樣的特點與規律，菲涅爾波帶片
參數計算
11. 直邊的菲涅爾衍射的基本分析方法
12. 全息術基本原理，特點和應用
六、傅立葉光學 (5-10%)
1. 平面波的復振幅和空間頻率
2. 單色波場中復雜的復振幅分布及其分解，透鏡的透射系數推導，傅立葉積分與光場復振
幅分解的關系
3. 衍射現象的傅立葉分析方法，夫瑯和費近似下衍射場與孔徑場的變換關系，矩孔、單縫、
雙縫、多縫、圓孔的夫瑯和費衍射計算，菲涅爾衍射的傅立葉變換表達
4. 透鏡的傅立葉變換性質和成像性質，物體與透鏡的相對位置不同，透鏡后焦面上的光場
變化規律，軸上和軸外點物的成像關系分析方法
5. 相干成像系統分析及相干傳遞函數，相干傳遞函數的推導，方型和圓形出瞳時的相干傳
遞函數
6. 非相干成像系統分析及光學傳遞函數，光學傳遞函數的推導，相干傳遞函數和光學傳遞
函數的關系，方型和圓形出瞳時的光學傳遞函數，有像差時相干傳遞函數和光學傳遞函數的
形式
7. 阿貝成像理論和阿貝-波特實驗
8. 相干光學處理系統及其應用
9. 非相干光學處理及其應用
七、光的偏振與晶體光學基礎（20-25％）
1. 偏振光和自然光的特點和聯系，獲得偏振光的方法，馬呂斯定律和消光比
2. 晶體的雙折射。尋常光和非尋常光，光軸，主平面和主截面
3. 雙折射的電磁理論。晶體的各向異性及介電張量，單色平面波在晶體中的傳播規律
4. 晶體光學性質的圖形表示。折射率橢球，波矢面，法線面，光線面
5. 光波在晶體表面的反射和折射。確定折射波和反射波的法線和光線方向的方法
6. 典型晶體光學器件的工作原理
7. 偏振光的干涉，平行偏振光和會聚偏振光的干涉現象及分析
8. 旋光現象。旋光現象的規律和解釋
9. 磁光效應
10. 電光效應。泡克斯效應和克爾效應的原理和應用
11. 光測彈性方法和玻璃內應力測量。顯色偏振、四分之一波片法工作原理
三、考試的題型及比例
1．名詞解釋題（基本的物理概念、經典模型解釋及比較）20-25%
2．簡答題 20-30%
3．計算題 45-60%
四、考試形式及時間
“物理光學”考試形式為筆試，考試時間為 3 小時。
五、主要參考教材（參考書目）
2．梁銓廷，《物理光學》，機械工業出版社
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