2024年河北工業(yè)大學(xué)非全日制研究生招生考試《工程光學(xué)基礎(chǔ)》考試大綱

　　一、考試要求

　　工程光學(xué)基礎(chǔ)主要考察對(duì)于工程光學(xué)基礎(chǔ)的基本概念、方法及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

　　二、考試形式

　　試卷采用客觀題型和主觀題型相結(jié)合的形式，主要包括選擇題、填空題、判斷題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、分析論述題、設(shè)計(jì)題等。考試時(shí)間為3 小時(shí)，總分為150 分。

　　三、考試內(nèi)容

　　(一)幾何光學(xué)基本定律與成像概念

　　1.幾何光學(xué)的基本定律：折射定律、反射定律、全反射定律、馬呂斯定律、費(fèi)馬原理等。

　　2.幾何光學(xué)的基本概念：光波、折射率等。

　　(二)光線光路計(jì)算及近軸區(qū)成像

　　1.單個(gè)折射球面光線計(jì)算

　　能夠利用公式進(jìn)行實(shí)際光路中的光線軌跡運(yùn)算。

　　2.近軸區(qū)單個(gè)折射球面及球面系統(tǒng)的成像物象位置關(guān)系計(jì)算

　　能夠利用光線追跡計(jì)算結(jié)果初步判斷光學(xué)系統(tǒng)的像差；能夠利用近軸區(qū)的各種公式計(jì)算像的位置，像的大小并判斷像的虛實(shí)。

　　(三)理想光學(xué)系統(tǒng)

　　1.理想光學(xué)系統(tǒng)的基本理論

　　能夠利用共線成像理論求解基點(diǎn)和基面，并完成圖解法求像。

　　2.理想光學(xué)系統(tǒng)的解析法求像

　　能夠利用工作理想光學(xué)系統(tǒng)的各種計(jì)算公式計(jì)算理想光學(xué)系統(tǒng)的物象位置關(guān)系、計(jì)算像的大小、位置并判斷像的虛實(shí)；能夠利用節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題的分析。

　　3.光學(xué)系統(tǒng)的組合

　　利用兩個(gè)理想光學(xué)組合等效系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面的幾何求解方法求解任何所需要的透鏡。利用正切法將三個(gè)及以上系統(tǒng)的組合等效系統(tǒng)求解。

　　4.透鏡

　　能夠利用透鏡的相關(guān)公式求解透鏡的焦距和基點(diǎn)位置。

　　(四)平面與平面元件

　　1.平面元件簡(jiǎn)介

　　能夠利用平面鏡的成像特性解釋各種有關(guān)平面鏡的光學(xué)現(xiàn)象及成像特點(diǎn)。能夠利用平面鏡的旋轉(zhuǎn)性、平移性、雙面鏡的成像特性進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　2.平行平板

　　能夠平行平板成像公式及成像特性解釋有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象并應(yīng)用到實(shí)際之中。

　　3.反射棱鏡及像方坐標(biāo)系求解

　　能夠利用反射棱鏡像方坐標(biāo)系及透鏡在不同情況下的像方坐標(biāo)系的求解方法求解系統(tǒng)的像方坐標(biāo)系；能夠利用棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)的成像方法進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)分析。

　　4.折射棱鏡及光楔

　　利用折射棱鏡最小偏向角的原理解決實(shí)際光學(xué)問(wèn)題；學(xué)生能夠利用光楔的作用分析其在光學(xué)系統(tǒng)中的作用。

　　(五)光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制

　　1.照相系統(tǒng)及光闌

　　能夠分析照相系統(tǒng)中孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、入瞳和出瞳、入射窗和出射窗、孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、入瞳和出瞳、入射窗和出射窗的作用。

　　2.望遠(yuǎn)系統(tǒng)及光闌

　　能夠利用望遠(yuǎn)系統(tǒng)中物鏡和目鏡的位置關(guān)系進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用；能夠分析孔徑光闌位于不同位置時(shí)系統(tǒng)的功能不同，并能夠進(jìn)行入瞳、出瞳和物鏡目鏡通光口徑的計(jì)算，分劃板的位置的計(jì)算及入窗和出窗的計(jì)算。

　　3.顯微系統(tǒng)及遠(yuǎn)心光路

　　能夠利用顯微系統(tǒng)中物鏡和目鏡的作用及位置關(guān)系進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用；能夠?qū)⑦h(yuǎn)心光路遠(yuǎn)心光路(物方遠(yuǎn)心光路和像方遠(yuǎn)心光路)應(yīng)用到實(shí)際測(cè)量之中，并能夠分析其誤差。

　　4.景深及應(yīng)用

　　能夠利用景深的定義，景深的計(jì)算公式及景深的推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行照相系統(tǒng)的分析。

　　(六)像差基本概念

　　1.像差簡(jiǎn)介

　　必須熟練掌握各種像差的產(chǎn)生原因，能夠從幾何光路的光線運(yùn)行角度理解各種像差產(chǎn)生的原因。

　　2.各種像差

　　球差、慧差(正弦差)、場(chǎng)曲和象散、畸變和色差、波像差；了解每種像差在消除時(shí)所使用的基本措施，及消除像差的成本和代價(jià)。

　　(七)典型光學(xué)系統(tǒng)及應(yīng)用

　　1.眼睛和放大鏡系統(tǒng)

　　學(xué)生必須從光學(xué)的角度熟練掌握眼睛的等效結(jié)構(gòu)，掌握眼睛的成像原理；熟練掌握視角(視覺(jué))放大率概念的基本定義以及放大鏡視覺(jué)放大率的求解方法。

　　2.顯微系統(tǒng)

　　學(xué)生能夠利用顯微及望遠(yuǎn)系統(tǒng)的中物鏡和目鏡的位置關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)分析工作原理，掌握兩種常用光學(xué)系統(tǒng)視覺(jué)放大率的求解方法，掌握兩種光學(xué)系統(tǒng)的具體技術(shù)參數(shù)：機(jī)械筒長(zhǎng)、正弦條件、分辨率等等的意義及具體的計(jì)算方法。

　　3.望遠(yuǎn)系統(tǒng)

　　能夠利用在不同的漸暈條件下透鏡通光口徑的求解方法分析實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

　　4.攝影系統(tǒng)和投影系統(tǒng)

　　能夠利用攝影和投影兩種光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用研究與光路分析。

　　(八)光的電磁理論基礎(chǔ)

　　1.光的電磁性質(zhì)

　　了解麥克斯韋方程組；能夠利用電感強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的定義和意義及它們之間的相互關(guān)系解釋兩者之間的關(guān)系和聯(lián)系。熟練掌握介電常數(shù)和磁導(dǎo)率的定義和意義。

　　2.光波的疊加

　　能夠利用平面簡(jiǎn)諧電磁波的波動(dòng)公式及性質(zhì)，公式中各個(gè)參數(shù)對(duì)電磁波進(jìn)行分析。

　　(九)光的干涉及干涉系統(tǒng)

　　1.光波干涉的條件(頻率相同、振動(dòng)方向相同、位像差恒定)，兩列相干光的產(chǎn)生方法能夠干涉產(chǎn)生的條件，干涉條紋的各種性質(zhì)進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題分析。

　　2.典型干涉系統(tǒng)及應(yīng)用

　　掌握各種典型干涉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解各種典型干涉系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　(十)光的衍射

　　1.光波的標(biāo)量衍射理論

　　掌握衍射的基礎(chǔ)理論。

　　2.典型孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射

　　能夠夫瑯和費(fèi)衍射單縫和圓孔的工作原理和公式及衍射的性質(zhì)進(jìn)行光學(xué)現(xiàn)象分析；能夠利用衍射光柵的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行系統(tǒng)分析。

　　四、參考書目

　　[1]《工程光學(xué)基礎(chǔ)教程》，主編：郁道銀，機(jī)械工業(yè)出版社，2017。

　　[2]《工程光學(xué)》(第二版)，主編：李湘寧，科學(xué)出版社，2017。

　　[3]《應(yīng)用光學(xué)》(第3 版)，主編：張以謨，電子工業(yè)出版社，2008。

　　[4]《工程光學(xué)基礎(chǔ)》，主編：徐家驊，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。