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沈阳理工大学硕士研究生复试考试自命题考试大纲
科目代码:803 科目名称:应用光学
适用专业:085408 光电信息工程
一、考试基本内容
光学是光电信息的基础学科,应用光学是光学的主要组成部分。要求考生对本专业中的基本概念、基本理论和基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解,并具有初步的应用能力:会运用所学基本概念、理论和方法,分析、研究、计算和估算一般难度的光学问题;能对光学系统有客观全面的理解,能够利用相关知识进行系统性能的基本分析。
(一)几何光学的基本原理
(1)几何光学基本定律的内容,表达式和现象解释;
(2)费马原理和马吕斯定律;
(3)光学系统成像概念;
(4)光学材料。
(二)共轴球面系统的成像关系
(1)共轴理想光学系统的基点,基面及某些特殊点的性质,理想光学系统的物像关系;
(2)近轴光学基本公式和意义;
(3)光学系统的放大率;
(4)光学系统的组合;
(5)图解法和解析法求像。
(三)眼睛和目视光学仪器
(1)人眼的光学特性,人眼的调节,分辨率,缺陷等;
(2)目视光学仪器的工作原理及视度调节;
(3)空间深度感觉和双眼立体视觉。
(四)平面镜棱镜系统
(1)平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用;
(2)平面反射镜;
(3)棱镜和屋脊棱镜;
(4)平行平板;
(5)折射棱镜和光楔。
(五)光学系统中成像光束的选择
(1)光阑及其作用;
(2)成像光束的选择和远心光路;
(3)场镜的特性及应用;
(4)成像空间的景深。
(六)辐射度学和光度学基础
(1)辐射度学中的基本量;
(2)光度学中的基本量;
(3)光学系统中光束的光亮度;
(4)像平面照度;
(5)人眼的主观光亮度;
(6)光学系统中的能量损失光度学基础。
(七)光学系统中成像质量的评价方法
(1)单色像差和复色像差;
(2)理想光学系统的分辨率;
(3)各种光学系统分辨率的表示方法基本概念,基本定律,成像概念;
(4)光学传递函数。
(八)典型光学系统
(1)望远系统的原理和类型(刻扑勒和伽利略望远镜),望远系统的光学性能和技术条件;
(2)放大镜和显微镜的工作原理,显微系统的光学性能;
(3)照相机和投影仪;
(4)光学系统的外形尺寸的计算。
二、考试要求
(一)几何光学的基本原理
(1)掌握几何光学的基本定律的内容,表达式和现象解释;
(2)掌握费马原理和马吕斯定律,并能够进行简单推导和证明;
(3)理解光学系统成像的基本概念;
(4)理解常用光学材料的特性。
(二)共轴球面系统的成像关系
(1)掌握符号规则,理解共轴理想光学系统的基点,基面及某些特殊点的性质,理解理想光学系统的物像关系,掌握理想成像的条件;
(2)掌握近轴光学基本公式,理解近轴光学成像的意义;
(3)理解三个放大率之间的关系;掌握三个放大率的定义,公式和物像空间不变式;
(4)理解光学系统的组合,能够用图解法和解析法求组合系统的基点;
(5)利用图解法和解析法解决相关光学系统问题。
(三)眼睛和目视光学仪器
(1)理解人眼的调节,掌握人眼的光学特性,分辨率,缺陷及矫正等;
(2)了解目视光学仪器的视度调节,掌握目视光学仪器的工作原理、视角放大率;
(3)理解双眼立体感觉;掌握双目光学仪器的光学特性。
(四)平面镜棱镜系统
(1)理解平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用;
(2)理解平面反射镜在光路中的作用,掌握平面反射镜的成像特性;
(3)理解棱镜在光路中的作用,掌握棱镜的成像特性和棱镜的展开的意义和方法。理解屋脊棱镜在光路中的作用,掌握屋脊棱镜的成像特性和棱镜的成像方向的判断;
(4)理解平行平板对光学系统成像的影响,掌握平行平板的成像性质,等效空气层等;
(5)掌握折射棱镜和光楔的光学特性和应用。
(五)光学系统中成像光束的选择
(1)光阑在光学系统中的作用,掌握孔径光阑、视场光阑的特点、作用以及渐晕的概念;
(2)理解光学系统中成像光束的选择,掌握物方和像方远心光路的作用,光路结构和应用;
(3)掌握场镜的特性及应用;
(4)掌握成像空间的景深计算方法。
(六)辐射度学和光度学基础
(1)立体角的意义及其在光度学中的应用,理解人眼的视见函数,掌握辐射度学基本量的定义,表达式和单位;
(2)理解辐射度学和光度学的关系;掌握光度学基本量的定义,表达式和单位;
(3)理解光照度公式和发光强度的余弦辐射定律以及全扩散表面,掌握光学系统中成像光束光亮度的变化规律;
(4)理解照相物镜像平面的光照度和光圈数;掌握轴上和轴外物点的像平面照度表达式;
(5)理解人眼的主观光亮度概念和决定因素,掌握通过望远镜观察物体时主观亮度的变化情况;
(6)掌握光学系统中的能量损失光度学基础。
(七)光学系统中成像质量的评价方法
(1)了解光学系统的设计过程,光学系统成完善像的条件,理解成像质量的评价方法,掌握光学系统产生各种像差的原因、度量方法;
(2)理解理想光学系统衍射分辨率的表达式;
(3)掌握各种光学系统分辨率的表示方式,基本概念,基本定律,成像概念;
(4)理解光学传递函数及如何用传递函数分析光学系统成像质量。
(八)典型光学系统
(1)理解望远系统的原理、类型和光路结构,理解望远系统的光学性能和技术条件;
(2)理解放大镜的光学性能,显微镜物镜、目镜的光学性能。掌握显微镜的原理,光学性能以及光路结构;
(3)了解照相机和投影仪的基本光学结构及性能;
(4)理解光学系统设计过程,几何光学理论在光学设计中的应用,掌握光学系统外形尺寸设计方法。
三、题型
(一)填空选择题(10题/10空,共20分);
(二)简答题(6题,共30分);
(三)计算分析证明题(3题,共60分);
(四)作图题(4题,共40分)。
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