2021北京理工大学物理光学专业研究生考试大纲

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2021北京理工大学物理光学专业研究生考试大纲正文

819物理光学
一.  考试要求：
（1）设置本考试科目的目的在于考核报考考生掌握物理光学基础知识的范围和理解的深度，考核的知识范围主要围绕光波的基本性质、光的干涉、光的衍射和光的偏振等波动现象；
（2）注意深入理解和准确掌握物理光学的基本概念、基本原理和基本方法，切忌死记硬背；
（3）注重考核考生运用物理光学知识进行分析问题和灵活解决问题的能力，考核考生是否具有灵活应用知识的能力；
（4）答题要概念准确，表述清楚，书写和作图规范，卷面整洁，回答问题一律写在答题纸上；
（5）该门考试允许使用计算器。
二.  考试内容：
（一） 光波的基本性质
（1）光的电磁理论
◆ 光的电磁理论要点。
◆ 平面电磁波的性质（矢量性质；横波性质；电场和磁场的关系；电磁波携带的能量，能流密度矢量S，光强I，辐照度L；光波波长、时间频率、传播速度、介质折射率及它们之间的关系）。
（2）光波的波函数
◆ 波动的基本概念，光波的分类。
◆ 简谐波的性质及描述。
◆ 三维简谐平面波的性质及描述。三维简谐平面波的时间参量和空间参量及它们之间的关系。
◆ 简谐球面波的性质及描述。
（3）电磁波在两种均匀各向同性透明媒质界面上的反射和折射
◆ 理解菲涅耳公式的意义；反射光、折射光的性质和计算。
◆ 理解并熟练应用布儒斯特定律。
◆ 理解并熟练应用全反射的性质。
（二） 光的干涉
（1）干涉的基本理论
◆ 有关干涉的基本概念，处理双光束干涉的基本原理、方法和步骤。
◆ 两个平面波的干涉，干涉强度及其分布特点。
◆ 两个球面波的干涉，干涉强度及其分布特点。
（2）分波面干涉
  ◆ 杨氏实验（主要掌握理想光源的情形）。
  ◆ 光波的时间相干性和空间相干性概念。
（3）分振幅干涉
◆ 迈克耳逊干涉仪。
  ◆ 平行平板的等倾干涉（以海定格干涉仪为例）。
  ◆ 楔形板和薄膜的等厚干涉（以牛顿干涉仪为例）。
（4）多光束干涉。
  ◆ 平行平板的多光束干涉原理及干涉强度分布特点。
  ◆ 干涉滤光片的工作原理及其应用。
◆ F-P干涉仪及其应用
  （三） 光的衍射。
（1）标量衍射理论基础
  ◆ 有关衍射的基本概念。
  ◆ 菲涅耳衍射和夫琅和费衍射（重点掌握基本概念，计算公式的意义及应用）。
  ◆ 在有限距离观察夫琅和费衍射的方法。
（2）计算衍射问题的傅里叶变换方法。
（3）单孔的夫琅和费衍射
  ◆ 单缝和单孔的夫琅和费衍射计算，衍射图形分布特点。
  ◆ 圆孔夫琅和费衍射（重点掌握衍射图形分布特点）。
  ◆ 光学成像系统的分辨本领（望远镜，照相机，显微镜）。
  ◆ 特殊物体的夫琅和费衍射（屏，位相物体）。
  ◆ 夫琅和费衍射图形的性质。
（4）周期孔径的衍射－衍射光栅
  ◆ 一维振幅光栅（重点掌握一维矩形波光栅的夫琅和费衍射图形分布特点，光栅的分光性能）。
（5）菲涅耳衍射
◆ 菲涅耳半波带法以及园孔菲涅耳衍射轴上点的强度分布。
◆ 菲涅耳波带板的结构和成像性质。
（6）光谱仪器
◆ 棱镜、光栅、法布里-珀罗干涉仪干涉仪的光谱特性及应用
（四） 光的偏振及晶体光学基础
（1）光传播的各向异性过程及各向异性媒质
  ◆ 有关光的偏振及媒质双折射的基本概念。
  ◆ 偏振光的描述－掌握应用正交线偏振分量的描述方法和应用Jones矢量的描述方法。
（2）平面光波在单轴晶体中的传播
◆ 应用折射率椭球分析光波在单轴晶体中的传播性质。
◆ 全面而系统地描述“寻常光”和“异常光”在单轴晶体中的传播性质。
◆ 分析光波从各向同性介质射向单轴晶体的双折射性质。
 (4)  偏振光的产生、转换和检验
 ◆ 线偏振光的产生（重点掌握反射式起偏器，折射式起偏器和晶体双折射起偏器的工作原理）。
◆ 线偏振光的检验。
◆ 马吕斯定律及其应用
◆ 旋光现象及其应用。
 ◆ 椭圆偏振光产生基本途径和检验的基本方法。
◆ 波片的性质和应用（重点掌握四分之一波片和二分之一波片的性质和应用）。
（5）平行偏振光的干涉。
三．题型及分值：
（1）考试题型分为判断正误，选择题或填空题，简答题，综合计算题（综合计算题包括：分析计算题，公式推导题，绘图题，实验设计题等可能的类型）；
（2）总分150分。分值分配：概念判断题30分，填空题或多项选择题或单项选择题30分，简答题40分，综合计算题50分。
四．参考书
（1）刘娟，胡滨，周雅，《物理光学基础教程》，北京理工大学出版社，2017年2月。
（2）刘娟，韩遇，胡滨，周雅，章婷《物理光学基础教程学习指导和习题解答》北京理工大学出版社，2019年10月。

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