科目代码：902     科目名称：光学 

考试范围：

一、 光的电磁理论基础

1.积分和微分形式的麦克斯韦方程组，物质方程

2. 电磁场的波动性，波动方程，光速，折射率

3. 平面电磁波的简谐波形式和复数形式，复振幅和光的强度，平面电磁波的性质

4. 会聚和发散球面波以及柱面波的复振幅表示

5. 辐射能，辐射强度矢量（坡印廷矢量），光强的表达式

6. 电磁场的边值关系--连续性条件

7.反射、折射定律，菲涅尔公式，振幅反射系数，振幅透射系数，反射率和透射率

8. 全偏振，全反射，倏逝波及其穿透深度

9. 金属表面的透射和反射规律，穿透深度

10.光的吸收定律、正常色散和反常色散经验公式，瑞利散射和米氏散射的区别和特点。

 二、光波叠加

 1. 两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加，代数加法，复数加法，相幅矢量加法 

2. 驻波形成的条件和表现特征 --波腹，波节

3. 两个频率相同、振动方向互相垂直的单色光波的叠加，椭圆偏振光的特点与参与叠加光束的关系

4.不同频率的两个单色光波的叠加，光学拍产生的条件、表达式，群速度和相速度

三、光的干涉

1. 产生干涉的相干条件

2. 杨氏干涉实验，干涉条纹的特点和计算--光程差，亮纹和暗纹条件，条纹间距，会聚角等

3. 分波前法干涉的实验装置 

4. 条纹的对比度（可见度）定义，对比度如何受光源大小、光源单色性和两相干光波振幅比例的影响，空间相干性和时间相干性 --临界宽度，干涉系统不变量，相干长度公式，时间相干性。

5. 平行平板产生的干涉，条纹定义域，等倾条纹计算 --干涉级次，条纹角半径

6. 楔形平板产生的干涉，等厚条纹计算 --光程差，半波损失，亮纹和暗纹条件，条纹间距

7. 用牛顿环测量透镜的曲率半径的方法，近似条件和条纹计算

8. 平面干涉仪在测量中的应用 --表面平面度

9. 迈克尔逊干涉仪的基本构成，工作原理

10. 马赫泽德干涉仪的基本构成，工作原理 

11. 平行平板的多光束干涉，干涉光强公式推导，干涉图样特点，条纹锐度和精细度 

12. 法布里-珀罗干涉仪测量原理 

13. 多光束干涉原理在薄膜理论中的应用。单层薄膜的透射和反射率计算，增透和增反膜工作原理，多层膜的计算方法，干涉滤光片工作原理 

四、光的衍射 

 1. 惠更斯菲涅尔原理的描述 

2. 基尔霍夫衍射理论公式

3. 基尔霍夫衍射公式的近似：菲涅尔近似和夫琅和费近似--公式与近似条件

4. 矩孔和单缝的夫琅和费衍射装置、衍射公式的意义、衍射图样的特点和计算

5. 圆孔的夫琅和费衍射图样的特点

6. 光学成像系统的衍射与分辨本领的关系，各种成像系统分辨本领的定义和计算

7. 多缝夫琅和费衍射强度分布，衍射光强图样的特点--角距离，半角宽度，主极大强度，单缝衍射因子，缺级现象的解释和计算。 

8. 衍射光栅的工作原理，光栅方程，光栅的色散本领，色分辨本领，自由光谱范围的计算，不同类型光栅的工作特点 

9. 圆孔和圆屏的菲涅尔衍射，菲涅尔波带分析法，衍射图样的特点与规律，菲涅尔波带片参数计算 

五、光的偏振与晶体光学基础 

1. 偏振光和自然光的特点和联系，获得偏振光的方法，马吕斯定律和消光比 

2. 晶体的双折射，寻常光和非寻常光，光轴，主平面和主截面 

3. 双折射的电磁理论，晶体的各向异性及介电张量，单色平面波在晶体中的传播规律 

4. 晶体光学性质的图形表示：折射率椭球，波矢面，法线面，光线面 

5. 光波在晶体表面的反射和折射，确定折射波和反射波的法线和光线方向的方法：计算法、斯涅耳作图法、惠更斯作图法

6.典型晶体光学器件的工作原理，格兰棱镜、沃拉斯顿棱镜、洛匈棱镜、半波片和四分之一波片、补偿器光路图及光振动分析

7. 偏振光和偏振器件的矩阵表示，几种重要偏振态和偏振器件的琼斯矩阵及计算 

8. 偏振光的干涉，平行偏振光的干涉现象及分析 ，会聚偏振光的干涉

9. 旋光现象、磁光效应、电光效应、声光效应及其应用

参考书目：

郁道银，《工程光学》，第4版，2015，机械工业出版社（第11,12,13,15章）

梁铨廷，《物理光学》，第4版，2012，年电子工业出版社