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          2021年河北工業大學碩士研究生初試822工程光學基礎考試大綱

          來源:河北工業大學 更新時間:2020年08月18日 18:50:42

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          河北工業大學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:工程光學基礎 

          適用專業:儀器科學與技術、電子信息(專業學位) 

          一、考試要求 工程光學基礎適用于河北工業大學機械工程學院儀器科學與技 術專業、電子信息(對應原儀器儀表工程專業學位)專業研究生招生 專業課考試。主要考察對于工程光學基礎的基本概念、方法及運用所 學知識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合的形式,主要包括選擇題、 填空題、判斷題、簡答題、計算題、分析論述題、設計題等。考試時 間為 3 小時,總分為 150 分。

           三、考試內容 

          (一)幾何光學基本定律與成像概念 1.幾何光學的基本定律:折射定律、反射定律、全反射定律、馬 呂斯定律、費馬原理等。 2.幾何光學的基本概念:光波、折射率等。 

          (二)光線光路計算及近軸區成像 1.單個折射球面光線計算 能夠利用公式進行實際光路中的光線軌跡運算。 2.近軸區單個折射球面及球面系統的成像物象位置關系計算 能夠利用光線追跡計算結果初步判斷光學系統的像差;能夠利用 近軸區的各種公式計算像的位置,像的大小并判斷像的虛實。 

          (三)理想光學系統 1.理想光學系統的基本理論 能夠利用共線成像理論求解基點和基面,并完成圖解法求像。 2.理想光學系統的解析法求像 能夠利用工作理想光學系統的各種計算公式計算理想光學系統 的物象位置關系、計算像的大小、位置并判斷像的虛實;能夠利用節 點的性質進行實際問題的分析。 3.光學系統的組合 利用兩個理想光學組合等效系統的基點和基面的幾何求解方法 求解任何所需要的透鏡。利用正切法將三個及以上系統的組合等效系 統求解。 4.透鏡 能夠利用透鏡的相關公式求解透鏡的焦距和基點位置。 

          (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平面鏡的光學現象及 成像特點。能夠利用平面鏡的旋轉性、平移性、雙面鏡的成像特性進 行系統設計。 2. 平行平板 能夠平行平板成像公式及成像特性解釋有關光學現象并應用到 實際之中。 3. 反射棱鏡及像方坐標系求解 能夠利用反射棱鏡像方坐標系及透鏡在不同情況下的像方坐標 系的求解方法求解系統的像方坐標系;能夠利用棱鏡的光學系統的成 像方法進行光學系統分析。 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際光學問題;學生能夠利 用光楔的作用分析其在光學系統中的作用。 

          (五)光學系統中的光束限制 1.照相系統及光闌 能夠分析照相系統中孔徑光闌、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.望遠系統及光闌 能夠利用望遠系統中物鏡和目鏡的位置關系進行實際應用。 能夠分析孔徑光闌位于不同位置時系統的功能不同,并能夠進行 入瞳、出瞳和物鏡目鏡通光口徑的計算,分劃板的位置的計算及入窗 和出窗的計算。 3.顯微系統及遠心光路 能夠利用顯微系統中物鏡和目鏡的作用及位置關系進行實際應 用。 能夠將遠心光路遠心光路(物方遠心光路和像方遠心光路)應用 到實際測量之中,并能夠分析其誤差。 4.景深及應用 能夠利用景深的定義,景深的計算公式及景深的推導過程進行照 相系統的分析。 

          (六)像差基本概念 1.像差簡介 必須熟練掌握各種像差的產生原因,能夠從幾何光路的光線運行 角度理解各種像差產生的原因。 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所使用的基本措施,及消除像差的成本和代價。 

          (七)典型光學系統及應用 1.眼睛和放大鏡系統 學生必須從光學的角度熟練掌握眼睛的等效結構,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 學生能夠利用顯微及望遠系統的中物鏡和目鏡的位置關系進行 系統分析工作原理,掌握兩種常用光學系統視覺放大率的求解方法, 掌握兩種光學系統的具體技術參數:機械筒長、正弦條件、分辨率等 等的意義及具體的計算方法。 3.望遠系統 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 際系統設計問題。 4.攝影系統和投影系統 能夠利用攝影和投影兩種光學系統進行實際應用研究與光路分 析。 

          (八)光的電磁理論基礎 1.光的電磁性質 了解麥克斯韋方程組;能夠利用電感強度、電場強度、磁感強度 和磁場強度的定義和意義及它們之間的相互關系解釋兩者之間的關 系和聯系。熟練掌握介電常數和磁導率的定義和意義。 2.光波的疊加 能夠利用平面簡諧電磁波的波動公式及性質,公式中各個參數對 電磁波進行分析。 

          (九)光的干涉及干涉系統 1.光波干涉的條件(頻率相同、振動方向相同、位像差恒定), 兩列相干光的產生方法。 能夠干涉產生的條件,干涉條紋的各種性質進行實際問題分析。 2.典型干涉系統及應用 掌握各種典型干涉系統的結構和工作原理,了解各種典型干涉系 統的應用。 

          (十)光的衍射 1.光波的標量衍射理論 掌握衍射的基礎理論。 2.典型孔徑的夫瑯和費衍射 能夠夫瑯和費衍射單縫和圓孔的工作原理和公式及衍射的性質 進行光學現象分析;能夠利用衍射光柵的結構和工作原理進行系統分 析。

           四、參考書目 [1]《工程光學基礎教程》,主編:郁道銀,機械工業出版社。 [2]《工程光學》(第二版),主編:李湘寧,科學出版社。 [3]《應用光學》(第 3 版),主編:張以謨,電子工業出版社。 [4]《工程光學基礎》,主編:徐家驊,機械工業出版社。 

          五、其他注意事項 考生需要攜帶:無編程無存儲無記憶功能的計算器、直尺。

          原標題:河北工業大學2021年碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

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