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2021年河北工業(yè)大學(xué)碩士研究生初試822工程光學(xué)基礎(chǔ)考試大綱
來源：河北工業(yè)大學(xué) 更新時(shí)間：2020年08月18日 18:50:42
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河北工業(yè)大學(xué)2021年碩士研究生招生考試自命題科目考試大綱
科目代碼：822
科目名稱：工程光學(xué)基礎(chǔ)
適用專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)、電子信息（專業(yè)學(xué)位）
一、考試要求 工程光學(xué)基礎(chǔ)適用于河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院儀器科學(xué)與技 術(shù)專業(yè)、電子信息（對(duì)應(yīng)原儀器儀表工程專業(yè)學(xué)位）專業(yè)研究生招生 專業(yè)課考試。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)分析問題和解決問題的能力。
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、視場光闌、入瞳和出瞳、入射窗 和出射窗、孔徑光闌、視場光闌、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)過程進(jìn)行照 相系統(tǒng)的分析。
（六）像差基本概念 1.像差簡介 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）放大率概念的基本定義以及放大鏡視 覺放大率的求解方法。 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、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、電場強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度 和磁場強(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。 [2]《工程光學(xué)》（第二版），主編：李湘寧，科學(xué)出版社。 [3]《應(yīng)用光學(xué)》（第 3 版），主編：張以謨，電子工業(yè)出版社。 [4]《工程光學(xué)基礎(chǔ)》，主編：徐家驊，機(jī)械工業(yè)出版社。
五、其他注意事項(xiàng) 考生需要攜帶：無編程無存儲(chǔ)無記憶功能的計(jì)算器、直尺。
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