中科院研究生院碩士研究生入學(xué)考試《物理光學(xué)》綱

　　考查學(xué)生對(duì)本課程的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)的理論解決實(shí)際問題的能力。要求學(xué)生能從光的電磁理論出發(fā)，掌握光在傳播過程中所發(fā)生的各種現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用。

　　一.考試內(nèi)容

　　(一)光的電磁理論

　　1. 積分和微分形式的邁克斯韋爾方程組，物質(zhì)方程

　　2. 電磁場(chǎng)的波動(dòng)性，波動(dòng)方程，光速，折射率

　　3. 平面、球面波和柱面波電磁波的簡(jiǎn)諧波形式和復(fù)數(shù)形式，復(fù)振幅和光強(qiáng)度。

　　4. 平面電磁波的性質(zhì)

　　5. 輻射能，坡印廷矢量

　　6. 電磁場(chǎng)的邊值關(guān)系

　　7. 反射、折射定律，菲涅爾公式，反射率和透射率

　　8. 全反射，倏逝波

　　9. 光的吸收、色散和散射

　　(二)光波的疊加與分析

　　1. 兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同的單色光波的疊加，代數(shù)加法，復(fù)數(shù)加法，相幅矢量加法

　　2. 駐波形成的條件和表現(xiàn)特征

　　3. 兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)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(guān)系

　　4. 不同頻率的兩個(gè)單色光波的疊加，光學(xué)拍產(chǎn)生的條件、表達(dá)，群速度和相速度

　　5. 復(fù)雜光波的分解，周期性和非周期性光波分解的特點(diǎn)

　　(三)光的干涉和干涉儀

　　1. 產(chǎn)生干涉的條件

　　2. 楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，觀察屏處光強(qiáng)分布的推導(dǎo)，干涉條紋的特點(diǎn)和計(jì)算

　　3. 條紋的對(duì)比度定義，對(duì)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(dǎo)過程，空間相干性和時(shí)間相干性

　　4. 平行平板產(chǎn)生的干涉，條紋定義域，等傾條紋計(jì)算

　　5. 楔形平板產(chǎn)生的干涉，定域面位置和定域深度，等厚條紋計(jì)算

　　6. 用牛頓環(huán)測(cè)量透鏡的曲率半徑的方法，近似條件，公式推導(dǎo)和條紋計(jì)算

　　7. 邁克爾遜干涉儀的基本構(gòu)成，工作原理

　　(四)多光束干涉與光學(xué)薄膜

　　1. 平行平板的多光束干涉。干涉光強(qiáng)公式推導(dǎo)，干涉圖樣特點(diǎn)，條紋銳度

　　2. 法布里-珀羅干涉儀的應(yīng)用

　　3. 多光束干涉原理在薄膜理論中的應(yīng)用。單層薄膜的透射和反射率計(jì)算，增透和增反膜工作原理，多層膜的計(jì)算方法，干涉濾光片工作原理

　　(五)光的衍射

　　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(fèi)近似

　　4. 矩孔和單縫的夫瑯和費(fèi)衍射裝置、衍射公式的意義，衍射圖樣的特點(diǎn)和計(jì)算

　　5. 圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射圖樣的特點(diǎn)和計(jì)算

　　6. 光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射與分辨本領(lǐng)的關(guān)系，各種成像系統(tǒng)分辨本領(lǐng)的定義和計(jì)算

　　7. 雙縫夫瑯和費(fèi)衍射強(qiáng)度分布公式的推導(dǎo)，衍射光強(qiáng)圖樣的特點(diǎn)，缺級(jí)現(xiàn)象的解釋

　　8. 多縫夫瑯和費(fèi)衍射強(qiáng)度分布公式的推導(dǎo)，衍射光強(qiáng)圖樣的特點(diǎn)，缺級(jí)現(xiàn)象的解釋和計(jì)算

　　9. 衍射光柵的工作原理，光柵方程，光柵的色散本領(lǐng)，色分辨本領(lǐng)，自由光譜范圍的計(jì)算，不同類型光柵的工作特點(diǎn)

　　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(diǎn)與規(guī)律，菲涅爾波帶片參數(shù)計(jì)算

　　11. 直邊的菲涅爾衍射的基本分析方法

　　12. 全息術(shù)基本原理，特點(diǎn)和應(yīng)用

　　(六)傅立葉光學(xué)

　　1. 平面波的復(fù)振幅和空間頻率

　　2. 單色波場(chǎng)中復(fù)雜的復(fù)振幅分布及其分解，傅立葉積分與光場(chǎng)復(fù)振幅分解的關(guān)系

　　3. 衍射現(xiàn)象的傅立葉分析方法，夫瑯和費(fèi)近似下衍射場(chǎng)與孔徑場(chǎng)的變換關(guān)系，矩孔、單縫、雙縫、多縫、圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射計(jì)算

　　4. 透鏡的傅立葉變換性質(zhì)和成像性質(zhì)，物體與透鏡的相對(duì)位置不同，透鏡后焦面上的光場(chǎng)變化規(guī)律，軸上和軸外點(diǎn)物的成像關(guān)系分析方法

　　5. 相干成像系統(tǒng)分析及相干傳遞函數(shù)，相干傳遞函數(shù)的推導(dǎo)，方形和圓形出瞳時(shí)的相干傳遞函數(shù)

　　6. 非相干成像系統(tǒng)分析及光學(xué)傳遞函數(shù)，光學(xué)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)，相干傳遞函數(shù)和光學(xué)傳遞函數(shù)的關(guān)系，方形和圓形出瞳時(shí)的光學(xué)傳遞函數(shù)

　　7. 阿貝成像理論和阿貝-波特實(shí)驗(yàn)

　　8. 相干光學(xué)處理系統(tǒng)及其應(yīng)用

　　9. 非相干光學(xué)處理及其應(yīng)用

　　(七)光的偏振與晶體光學(xué)基礎(chǔ)

　　1. 偏振光和自然光的特點(diǎn)和聯(lián)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(guī)律

　　4. 晶體光學(xué)性質(zhì)的圖形表示。折射率橢球

　　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(xué)器件的工作原理

　　7. 偏振光和偏振器件的矩陣表示，幾種重要偏振態(tài)和偏振器件的瓊斯矩陣及計(jì)算

　　8. 偏振光的干涉，平行偏振光和會(huì)聚偏振光的干涉現(xiàn)象及分析

　　9. 旋光現(xiàn)象。旋光現(xiàn)象的規(guī)律和解釋

　　10. 磁光效應(yīng)

　　11. 電光效應(yīng)。泡克斯效應(yīng)和克爾效應(yīng)的原理和應(yīng)用

　　12. 晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)。倍頻效應(yīng)、位相匹配和混頻效應(yīng)