电工学及试验考试大纲

06《光学》考试大纲
课程编号：02110104开课院系：物理与电子信息学院
课程性质：专业基础课考核方式：闭卷考试
适用专业：物理学（师范类专科）执笔人：曾建华
开设学期：第四学期审核人：柳仕飞
一、课程的教学目的与任务
本课程的教学目的是使学生掌握光学的基本概念、基本定理和处理问题的基
本方法，并熟练掌握和应用相关知识解决光学问题的能力和技能。

本课程的任务是使学生全面地、系统地掌握光学的基本方法、基本概念和基本规律，具有一定的分析和解决问题的能力，了解国内外光学的发展历史及光学知识在人类社会、科学研究及人们生活中的应用。

二、教材及教学参考书
1．教材：
姚启钧原著，《光学教程》（第五版），高等教育出版社，2014，8。

2．参考书：
（1）赵凯华，钟锡华编，《光学》（上下册），北京大学出版社，2008，12。

（2）郭永康编，《光学》（第二版），高等教育出版社，2012，8。

（3）钟锡华编，《现代光学基础》，北京大学出版社，2004，7。

三、考核内容与考核要求
第一章光的干涉
（一）知识点
1. 光波的特性，光波的独立性、叠加性，光波的相干性和非相干性
2. 分波面双光束干涉，杨氏双缝干涉，相位差和光程差，单色光的干涉花样，干涉级次，
条纹间距，条纹的可见度，光波的相干条件，半波损失
3. 分振幅薄膜干涉，额外程差，等倾干涉的原理及其干涉花样，等厚干涉的原理及其干涉
花样，薄膜干涉的应用
4. 迈克耳孙干涉仪原理、干涉花样及应用
5. 牛顿环原理、干涉花样及应用
（二）考核要求
1. 了解光波的独立性、叠加性，光波的相干性和非相干性
2. 理解和掌握光波的相干条件、半波损失和额外程差的概念
3. 理解杨氏双缝干涉原理，理解相位和光程差的概念及其之间的关系，掌握条纹间距的计
算公式
4. 理解薄膜干涉（等倾和等厚干涉）的原理及其干涉花样，掌握光程差的计算公式
5. 了解薄膜干涉的一些应用
6. 理解迈克耳孙干涉仪的原理，掌握其应用公式（光程差改变量的计算公式）
7. 了解牛顿环的原理和干涉花样
第二章光的衍射
（一）知识点
1．光波的惠更斯—菲涅尔原理
2．菲涅尔衍射，菲涅尔半波带3．圆孔和圆屏衍射，直线传播和衍射的区别4．夫琅和费
单缝衍射和圆孔衍射，单缝衍射花样和极小位置，圆孔衍射的第一
极小位置
5．平面衍射光栅，光栅方程，缺级，光栅光谱6．干涉和衍射的联系和区别
（二）考核要求1．理解惠更斯—菲涅尔原理，了解菲涅尔衍射，了解菲涅尔半波带2．掌握圆孔衍射中波带数的计算公式3．理解直线传播和衍射的区别，理解干涉和衍射的联系和区别4．掌握单缝衍射的极小位置公式，掌握圆孔衍射的第一极小位置公式5．掌握光栅方程、缺级，利用光栅方程求白光入射的衍射花样中不同波长对应的位置，或屏上的全部条纹数目
第三章几何光学的基本原理
（一）知识点
1．几何光学的基本定律费马原理2．实物、虚物、实像和虚像，3．光在平面上的反射和折射、全反射、光在球面上的反射和折射的成像公式4．光连续在几个球面界面上的折射5．近轴条件下薄透镜的成像公式、横向放大率
6．薄透镜的作图求像法
（二）考核要求1．掌握几何光学的基本定律2．理解球面（平面）和球面（平面）系统中的物像关系3．掌握近轴成像公式4．不同放大率的关系5．掌握薄透镜的作图求像法第四章光学仪器的基本原理
（一）知识点
1．助视仪器、显微镜和望远镜的放大本领
2．光阑、光曈3．物镜的聚光本领4．助视仪器的像分辨本领、色分辨本领（二）考核要求
1. 了解基本助视光学仪器的基本原理和结构。

2. 理解显微镜的放大本领、望远镜的放大本领、助视仪器的像分辨本领。

第五章光的偏振
（一）知识点
1. 光的五种偏振状态：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光，偏振片，
马吕斯定律，消光现象
2. 反射光的偏振态，折射光的偏振态，布儒斯特定律，布儒斯特角（全偏角）
3. 光的双折射现象，寻常光（o 光）和非常光（e 光），光轴，单轴晶体，主平面（主
截面），0光和e光的特性，正晶（石英），负晶（方解石），两个主
折射率，波晶片，半波片，四分之一波片
4. 偏振光的检验，偏振光的干涉
（二）考核要求
1. 了解椭圆偏振光和圆偏振光，理解自然光、线偏振光以及部分偏振光之间的关系
2. 掌握并能熟练运用马吕斯定律和布儒斯特定律。

3. 理解光轴、主截面的概念，理解o 光和e 光的特性，理解两个主折射率，掌握偏振图
（光的振动分解图）的画法。

4. 理解偏振片、半波片和四分之一波片的特点，掌握线偏振光的检验，了解其他偏振光的
检验。

5. 理解偏振光的干涉
第六章光的吸收、散射和色散
（一）知识点
1. 电偶极辐射对反射和折射现象的解释
2. 朗伯定律，吸收光谱
3. 光的散射
4. 光的色散
（二）考核要求
1. 了解光与介质相互作用的经典理论
2. 掌握光吸收定律，理解正常色散与反常色散，了解光散射的现象和基本结论，能利用
理论解释相关现象。

第七章光的量子性
（一）知识点
1. 热辐射、绝对黑体，基尔霍夫定律，绝对黑体的辐射定律
2. 普朗克量子假说，普朗克公式
3. 光电效应，爱因斯坦的光子理论
4. 康普顿效应
5. 波粒二象性
（二）考核要求
1. 了解黑体模型、单色辐出度的概念，了解普朗克的量子假设，掌握黑体辐射的实验规律。

2. 理解光电效应和康普顿效应的实验规律及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释。

3. 能用爱因斯坦方程进行简单计算，理解光的波粒二象性及联系波粒二象性的基本公式。

第八章现代光学基础
（一）知识点
1. 光与物质相互作用
2. 激光原理
3. 激光的特性
（二）考核要求
1. 了解原子发光机理
2. 理解激光原理、激光的特性
四、试卷结构 1．考试时间： 2．试卷分值： 3．题型结构： 10 分） 120 分钟 100分 1）填空题（ 20 分）
2）选择题（ 20 分） 3）简答和作图题（ 4）计算题（ 50 分）。