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    河北工业大学2020年工程光学基础考试大纲
河北工业大学2020年工程光学基础考试大纲
责任编辑:上善若水29  作者:上善若水…  来源:网络   更新时间:2019-9-11 16:55:13
河北工业大学 2020 年硕士研究生招生考试
自命题科目考试大纲
科目代码:822
科目名称:工程光学基础
适用专业:仪器科学与技术、电子信息(专业学位)
一、考试要求
工程光学基础适用于河北工业大学机械工程学院仪器科学与技
术专业、电子信息(对应原仪器仪表工程专业学位)专业研究生招生
专业课考试。主要考察对于工程光学基础的基本概念、方法及运用所
学知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试形式
试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式,主要包括选择题、
填空题、判断题、简答题、计算题、分析论述题、设计题等。考试时
间为 3 小时,总分为 150 分。
三、考试内容
(一)几何光学基本定律与成像概念
1.几何光学的基本定律:折射定律、反射定律、全反射定律、马
吕斯定律、费马原理等。
2.几何光学的基本概念:光波、折射率等。
(二)光线光路计算及近轴区成像
1.单个折射球面光线计算
能够利用公式进行实际光路中的光线轨迹运算。
2.近轴区单个折射球面及球面系统的成像物象位置关系计算
能够利用光线追迹计算结果初步判断光学系统的像差;能够利用
近轴区的各种公式计算像的位置,像的大小并判断像的虚实。
(三)理想光学系统
1.理想光学系统的基本理论
能够利用共线成像理论求解基点和基面,并完成图解法求像。
2.理想光学系统的解析法求像
能够利用工作理想光学系统的各种计算公式计算理想光学系统
的物象位置关系、计算像的大小、位置并判断像的虚实;能够利用节
点的性质进行实际问题的分析。
3.光学系统的组合
利用两个理想光学组合等效系统的基点和基面的几何求解方法
求解任何所需要的透镜。利用正切法将三个及以上系统的组合等效系
统求解。
4.透镜
能够利用透镜的相关公式求解透镜的焦距和基点位置。
(四)平面与平面元件
1. 平面元件简介
能够利用平面镜的成像特性解释各种有关平面镜的光学现象及
成像特点。能够利用平面镜的旋转性、平移性、双面镜的成像特性进
行系统设计。
2. 平行平板
能够平行平板成像公式及成像特性解释有关光学现象并应用到
实际之中。
3. 反射棱镜及像方坐标系求解
能够利用反射棱镜像方坐标系及透镜在不同情况下的像方坐标
系的求解方法求解系统的像方坐标系;能够利用棱镜的光学系统的成
像方法进行光学系统分析。
4. 折射棱镜及光楔
利用折射棱镜最小偏向角的原理解决实际光学问题;学生能够利
用光楔的作用分析其在光学系统中的作用。
(五)光学系统中的光束限制
1.照相系统及光阑
能够分析照相系统中孔径光阑、视场光阑、入瞳和出瞳、入射窗
和出射窗、孔径光阑、视场光阑、入瞳和出瞳、入射窗和出射窗的作
用。
2.望远系统及光阑
能够利用望远系统中物镜和目镜的位置关系进行实际应用;
能够分析孔径光阑位于不同位置时系统的功能不同,并能够进行
入瞳、出瞳和物镜目镜通光口径的计算,分划板的位置的计算及入窗
和出窗的计算。
3.显微系统及远心光路
能够利用显微系统中物镜和目镜的作用及位置关系进行实际应
用。
能够将远心光路远心光路(物方远心光路和像方远心光路)应用
到实际测量之中,并能够分析其误差。
4.景深及应用
能够利用景深的定义,景深的计算公式及景深的推导过程进行照
相系统的分析。
(六)像差基本概念
1.像差简介
必须熟练掌握各种像差的产生原因,能够从几何光路的光线运行
角度理解各种像差产生的原因;
2.各种像差
球差、慧差(正弦差)、场曲和象散、畸变和色差、波像差;了
解每种像差在消除时所使用的基本措施,及消除像差的成本和代价。
(七)典型光学系统及应用
1.眼睛和放大镜系统
学生必须从光学的角度熟练掌握眼睛的等效结构,掌握眼睛的成
像原理;熟练掌握视角(视觉)放大率概念的基本定义以及放大
镜视觉放大率的求解方法。
2.显微系统
学生能够利用显微及望远系统的中物镜和目镜的位置关系进行
系统分析工作原理,掌握两种常用光学系统视觉放大率的求解方法,
掌握两种光学系统的具体技术参数:机械筒长、正弦条件、分辨率等
等的意义及具体的计算方法。
3.望远系统
能够利用在不同的渐晕条件下透镜通光口径的求解方法分析实
际系统设计问题。
4.摄影系统和投影系统
能够利用摄影和投影两种光学系统进行实际应用研究与光路分
析。
(八)光的电磁理论基础
1.光的电磁性质
了解麦克斯韦方程组;能够利用电感强度、电场强度、磁感强度
和磁场强度的定义和意义及它们之间的相互关系解释两者之间的关
系和联系。熟练掌握介电常数和磁导率的定义和意义。
2.光波的叠加
能够利用平面简谐电磁波的波动公式及性质,公式中各个参数对
电磁波进行分析。
(九)光的干涉及干涉系统
1.光波干涉的条件(频率相同、振动方向相同、位像差恒定) ,
两列相干光的产生方法
能够干涉产生的条件,干涉条纹的各种性质进行实际问题分析。
2.典型干涉系统及应用
掌握各种典型干涉系统的结构和工作原理,了解各种典型干涉系
统的应用。
(十)光的衍射
1.光波的标量衍射理论
掌握衍射的基础理论。
2.典型孔径的夫琅和费衍射
能够夫琅和费衍射单缝和圆孔的工作原理和公式及衍射的性质
进行光学现象分析;能够利用衍射光栅的结构和工作原理进行系统分
析。
四、参考书目
[1]《工程光学基础教程》 ,主编:郁道银,机械工业出版社。
[2]《工程光学》 (第二版) ,主编:李湘宁,科学出版社。
[3]《应用光学》 (第 3 版) ,主编:张以谟,电子工业出版社。
[4]《工程光学基础》,主编:徐家骅,机械工业出版社。
五、其他注意事项
考生需要携带:无编程无存储无记忆功能的计算器、直尺。
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