华中科技大学2020年838+物理光学
华中科技大学物理光学四章
• 单模线宽
对δ=2π/λ×2nL两边求微分，∆δ ⇒ ∆ν
∵∆δ = 2(1− R) / R c∆λ c 1− R λ2 ⋅ (1− R) ∴∆λ = →∆v = 2 = ⋅ λ 2πnL R 2πnL⋅ R
4-3 多光束干涉原理在薄膜理论 中的应用
薄膜：在玻璃或金属等基片的光滑表面 薄膜： 用物理、 上，用物理、化学方法生成的透明介质 膜。 薄膜的用途：增强原基片的光学性能， 薄膜的用途：增强原基片的光学性能， 如增强透射率、增强反射率、 如增强透射率、增强反射率、调整光束 的光谱分布等
4 -1
不同反射率下透射光强度与位相差关系
4 -1
不同反射率下反射光与位相差的关系
4 -1
平板多光束干涉图样的特点
等倾条纹 透射光与反射光之和等于入射光 透射光与反射光互补
δ=(2m+1)π⇒ I(r)=IM(r)=FI(i)/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1+F), I(t) = =(2m+1)π Im(t)=I(i)/(1+F) 2m δ= 2mπ ⇒ I(r)= Im(r)=0, I(t) =IM(t) = I(i)
第四章： 第四章：多光束干涉与光学薄膜
杨振宇
由于界面的多次反射， 由于界面的多次反射， 要准确分析干涉现象， 要准确分析干涉现象，
n0 n
1 θ0
2
3
4
就必须考虑多光束因素。 就必须考虑多光束因素。n 薄膜、波导、集成光学、 薄膜、波导、集成光学、 光子晶体是多光束干涉 的重要应用方向。 的重要应用方向。
(i)
根据瑞利判据： 根据瑞利判据： Im = 0.81IM
I IM
解方程得： 解方程得： ε = 4.15/ F = 2.07π / S
2020年华中科技大学研究生入学考试890+普通物理
华中科技大学硕士研究生入学考试《普通物理》考试大纲（科目代码：890）第一部分考试说明一、考试性质普通物理是我校生物医学工程专业硕士生入学考试可以选择的专业基础课之一。
它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生所能达到的水平，以保证被录取者有良好的物理理论基础。
考试对象为参加全国硕士研究生入学考试的准考考生。
二、考试形式与试卷结构（一）答卷方式：闭卷，笔试（二）答题时间：180分钟（三）题型：填空、选择、简答和计算题主要考查考生在给定条件下，综合运用基本概念和基本原理，分析和解决具体问题的能力。
第二部分考察要点要求考生在全面了解大学物理的基础上，重点掌握力学、电磁波和光学部分的相关内容。
考试范围如下1、速度、加速度、运动学方程和轨道；掌握描述质点运动的参考系、坐标系,掌握质点的位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等物理量及有关它们的计算; 了解牛顿时空观,理解伽利略坐标和速度变换。
2、振动和波；掌握谐振动的基本特征及描述谐振动的物理量(振幅频率位相、能量等),能建立一维谐振动的微分方程并由初始条件求解其振动方程;掌握用旋转矢量法求解一维谐振动的问题。
掌握两个同方向同频率谐振动合成的规律,了解两不同频率谱振动合成“拍“和两个垂直谐振动合成的情况。
了解阻尼振动、受迫振动、共振振动的规律及振动的相空间描述。
掌握机械波产生的条件及振动与波动的关联,能熟练从已知点的谐振动方程写出平面筒谐波的波函数。
了解振动曲线与波动曲线的差异及波动能量与振动能量的区别;理解波动的能量密度、能流密度概念。
理解惠更斯原理和波的叠加原理,掌握机械波的相干条件,能用位相差和波程差确定两列相干波在相遇点的极大或极小条件(包含驻波)。
了解声波的多普勒效应。
了解电磁振荡规律及发射电磁波的条件,掌握平面电磁波的性质及能量的计算。
3、静电场理解电场强度、电势的概念,掌握电力叠加原理及电场强度矢量、电势叠加原理,能计算一些简单带电体的电场分布和电势分布问题。
华科839波动光学和激光原理大纲
华科839波动光学和激光原理大纲引言华科839波动光学和激光原理课程旨在介绍波动光学和激光原理的基本概念、原理及应用。
本大纲将详细描述课程的内容以及学习目标，旨在帮助学生理解和掌握波动光学和激光原理的基础知识。
一、光的波动性1.光的传播方式-直线传播-平面传播-波导传播2.光的干涉和衍射-单缝干涉-双缝干涉-衍射现象二、波动光学1.直线偏振光-光的偏振状态-马吕斯定律-偏振片和偏振器件2.光的光程差-光程与相位差-斯涅尔定律-薄膜光学3.光的干涉和衍射-薄膜干涉-分波前干涉-衍射光栅三、激光原理1.激光的基本特性-激光的定义-激光的特点-激光器件的分类2.激光的产生和放大-激光谐振腔-激光的放大与调制-激光输出3.激光的应用-激光在通信中的应用-激光在医学中的应用-激光在材料加工中的应用四、实验与应用1.波动光学实验-光的干涉实验-光的衍射实验-偏振实验2.激光实验-激光的产生与放大实验-激光的测量与调制实验-激光应用实验五、课程评估与学习建议1.课程评估方式-平时作业-期中考试-实验报告-期末考试2.学习建议-提前预习课程内容-参与课堂讨论与互动-积极完成实验任务-多做习题和实践应用结语华科839波动光学和激光原理课程将为学生提供波动光学和激光原理的基础知识和实验技能，为他们未来的学习和研究打下坚实基础。
希望学生们通过本课程的学习，能够深入理解光的波动本质与激光原理，并能灵活运用于实际应用中。
祝愿学生们在本课程中取得优异的成绩！。
2021年华中科技大学研究生入学考试838 固体电子学基础
固体电子学基础考试大纲科目代码：838第一部分考试说明一、考试性质全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。
它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有较好的固体电子学知识基础并有利于在专业上择优选拔。
二、考试的学科范围考试内容包括：固体物理和半导体物理的基础知识考查要点详见本纲第二部分。
三、评价目标本课程考试的目的是考察考生对固体物理学的基本概念、基本原理和基本方法的掌握程度和利用基础知识解决固体物理领域相关问题的能力。
四、考试形式与试卷结构1答卷方式：闭卷，笔试。
2 答题时间：180分钟。
3 各部分内容的考查比例：满分150 分固体物理部分：晶体结构、倒易点阵与晶体衍射15%；晶格振动及热学性质15%；固体电子能带论20%半导体物理部分：半导体导电性15%；非平衡载流子10%；pn结和异质结10%；金半接触及MIS结构10%；半导体的光电性质5%4 题型比例名词解释25；作图及说明题30；简答题30；计算题（含证明题）40；论述题25第二部分考查要点固体物理部分：1 晶体结构、倒易点阵与晶体衍射晶格结构的周期性与对称性：初基晶胞、惯用晶胞，晶向与晶面指数；立方晶系的基本性质；典型的晶体结构包括：NaCl、CsCl、金刚石、闪锌矿和hcp 等；倒易点阵，布里渊区；布喇格方程与劳厄条件，结构因子与原子形状因子。
2. 晶格振动及热学性质一维单原子链与双原子链的振动方程、简正模式，光学支与声学支色散关系、长波近似；点阵振动的量子化—声子，晶格振动的模式密度；固体热容的德拜模型与爱因斯坦模型；非简谐效应与晶格振动的热导率，声子碰撞的U过程和N 过程。
3.固体电子能带论布洛赫定理；近自由电子模型，能隙的起因；能带计算的紧束缚模型；布洛赫电子的平均速度、加速度与有效质量；金属、半金属、半导体和绝缘体能带结构的基本特点。
半导体物理部分：1 半导体导电性状态密度；费米能级和载流子的统计分布；本征半导体的载流子浓度；杂质半导体的载流子浓度；一般情况下的载流子统计分布；简并半导体；电子占据杂质能级的概率；载流子的漂移运动和迁移率；载流子的散射；迁移率与杂质浓度和温度的关系；电阻率及其与杂质浓度和温度的关系；玻耳兹曼方程、电导率的统计理论；强电场下的效应、热载流子；多能谷散射、耿氏效应。
华中科技大学招收计算机攻读硕士学位研究生简章
01并行分布式处理
1908王多强
02计算机网络及其应用
01系统集成及其软件支撑环境
1909李瑞轩
02计算机网络及其应用
03并行分布式处理
04人工智能、知识工程及生物信息技术
01系统集成及其软件支撑环境
2048张茂元
02计算机网络及其应用
03人工智能、知识工程及生物信息技术
01并行分布式处理
7
①101政治
②201英语
③301数学一
④824信号与线性系统
831电子技术基础832数据结构833离散数学834计算机组成原理
（824、831、832、833、834选一）
01混沌密码理论与技术（包括密码算法的IC设计）
0198胡汉平
02无线移动网络的安全技术
03网络主动防御技术
04城市交通智能管理与安全信息服务技术
1278李国徽
02软件工程方法与技术
03移动实时计算
01现代数据库理论与技术
1279徐丽萍
02软件工程方法与技术
03移动实时计算
01并行分布式及高性能计算
1503石柯
02移动实时计算
01并行分布式及高性能计算
1640金人超
01高性能软件关键技术
1641许如初
02并行分布式及高性能计算
03计算辅助设计
08.833离散数学洪帆，付小青《离散数学习题题解》华中理工大学出版社, 1999;
09.834计算机组成原理白中英《计算机组成原理》科学出版社;
10.834计算机组成原理高建生，莫正坤，谭志虎《计算机组成原理》华中科技大学出版社;
11.838物理光学梁铨廷《物理光学》机械工业出版社;
华中科技大学-物理光学-第一章
他的灿烂一生属于爱丁堡，属于剑桥大学，更属于全世界”。
2021/7/11
1-2 平面电磁波
波动方程
2E
1 v2
2E t 2
0..........(1 8)
2B
1 v2
2B t 2
0..........(1 9)
1-2
• 平面波方向余弦为cosα，cosβ的情况
在z＝z0平面的复振幅：
E~( x )
A ex p (i
2
z0 cos )
exp[i 2 (x cos y cos )] y
x
y
kz x
x cos y cos const
x
dx y dy
dx / cos,dy / cos
u 1 cos ,v 1 cos
Ex
Acos
z c
t , Ey
0, Ez
0
试写出相联系的磁场表达式。
2021/7/11
1-5 光波的辐射
➢光源：热光源、气体放电光源、激光器
➢原子发光—电中心振荡 电偶极子辐射模型
+q Bk
p ql p0 exp(it)
l
距离谐振偶极子很远的地方考察
E
辐射球面波，幅度随角变化 -q
E在p和r的平面内，E、B和k
式中： A、 A'— —电场、磁场的振幅，
— —简谐波的波长， [2 (z vt)] — —波的相位.
[ 2 (z vt)] const — —等相面或波面，
其中最前面的波面称为波前.
2021/7/11
1－2
华科839波动光学和激光原理大纲
华科839波动光学和激光原理大纲华科839波动光学和激光原理是光电信息科学与工程专业的一门重要课程。
本课程主要涉及光学中的波动现象和激光的原理。
本文档将对该大纲进行详细介绍。
一、波动光学波动光学研究光的传播和性质，重点研究光的波动现象。
本课程将从以下几个方面进行探讨。
1.光的传播与干涉：介绍光在介质中的传播方式以及两种或多种光波相遇时的干涉现象。
包括杨氏双缝实验、光程与相位的关系、杨氏单缝干涉等内容。
2.光的衍射与菲涅尔衍射：介绍光通过孔缝、边缘或屏障时的衍射现象。
包括夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射的计算方法及衍射的几何理论。
3.波动光学中的偏振：介绍光的偏振概念，包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
了解马吕斯定理和马吕斯法则。
4.波动光学中的光栅：介绍光栅的原理、衍射特性和应用。
了解光栅的构造、光栅方程、分光计等内容。
二、激光原理激光（Laser）是指具有高度单色性、相干性和方向性的光。
激光原理研究激光的产生、特性和应用。
本课程将从以下几个方面进行探讨。
1.激光的基本概念和特性：介绍激光的定义、特点与应用。
了解激光的各项指标，如单色性、相干性、方向性、亮度等。
2.激光的产生与放大：介绍激光的产生机制和激光放大器的原理。
了解三能级和四能级激光工作物质的结构和原理，如氦氖激光器、半导体激光二极管等。
3.激光的工作方式：介绍激光的工作方式，包括连续激光和脉冲激光。
了解激光的调制方式，如Q开关、调频、调相等。
4.激光应用：介绍激光在各个领域的应用，如医学、通信、制造等。
了解激光的切割、打标、测距、医疗等方面应用的原理和方法。
总结华科839波动光学和激光原理是光电信息科学与工程专业的重要基础课程。
本课程通过对波动光学和激光原理的介绍和讲解，帮助学生了解光的传播和性质，掌握光的干涉、衍射、偏振和光栅等内容。
同时，学生也将学习到激光的产生、放大、工作方式和应用。
这些知识和技能为学生今后在光电信息领域的研究和实践奠定了基础。
2020红果研华中科技大学834讲座指导
2020华中科技大学考研专业课指导讲座主讲人：红果研科科学长讲座内容一、去年考试情况二、专业课基本情况介绍（参考书目、题型分值）三、专业课如何复习1.各本参考书特点、怎么应对2.资料的特点，注意什么3.整体复习计划（结合资料）四、个人经验分享（含公共课）五、考研生活温馨提示1-2019年考试情况2019年考试情况复试名单值英语均分71.9政治均分64数学均分115.8专业课均分128总分均分379.7400+48人390+87人最终录取名单值专硕初试均分394学硕370总结：•数学是重中之重•专业课均分虽高，但绝不能轻视•初试成绩很重要！2-专业课基本情况介绍参考书目课本：•数据结构(严蔚敏版)•计算机网络—自顶向下方法•计算机网络(谢希仁版)•红果研核心讲义•计算机网络和数据结构(王道天勤)练习题：•王道天勤课本后的习题•自顶向下课本后的部分习题•历年真题和华科期末试题(红果研资料中有)•数据结构(严蔚敏版)配套习题题型以及分值数据结构(90分)•选择、填空: 2分一道，共20道•大题：10分每道，共5道计算机网络(60分)•填空: 2分一道，共20道•大题：5分每道，共4道备注：834题型每年略有不同，往年曾出现过判断题，但考点以及难度每年差别不大。
3-专业课复习方法各参考书使用方法•数据结构(严蔚敏版): 这本书是作为推荐参考书，内容肯定是最全的，但如果是应对考试的话，特别是对于跨考的同学来说，不太友好。
•计算机网络—自顶向下方法：这本书应该是计算机网络最权威的参考书，内容全面，而且通俗易懂。
但有些点比较深入，一开始就使用这本书的话，可能比较耗时，建议到后期把握了重难点过后，再针对自己的薄弱点过两遍这本书。
•计算机网络(谢希仁)：这本书相比自顶向下，知识点浓缩了一下，作为前期的参考书，中期偶尔翻阅还不错。
各参考书使用方法•王道天勤系列资料：王道天勤的资料专门针对专业课408，408的计网和数据结构毕竟只是四门课的其中两门，每年的考题都集中考察重难点。
物理光学第一章
王英老师 度，方向为该点能量流动的方向。
从Maxwell方程
面的能量为能流矢量，其意义是电磁场中某点的功率密
课堂
表征时变场电磁能量守恒 —坡印廷定理 电磁能流矢量 坡印廷矢量
坡印廷定理或能流定理
d 2 ( E H ) d S w w d V E dV e m dt V S V
电磁波传播最基本的理论
Maxwell方程 波动方程 无界空间电磁波 （平面波） 电磁场边界关系 （介质） Maxwell方程 （=0，J=E） 金属电磁波（边界） （传透深度+表面反射）
电磁波的界面行为 （反射和折射）
王英老师 课堂
电磁场边界关系
波动方程的 波束解
有界空间内传输 （谐振腔模）
王英老师 ~ E ( r , t ) E ( r ) exp(t )
~ D( r , t ) D (r ) exp(t ) ~ H ( r , t ) H ( r ) exp(t ) ~ B(r , t ) B ( r ) exp(t )
课堂
标量场：（r,t）也可以处理为：
b
a b ab cos
0
王英老师
a abcos
叉积（外积）：
a b ab sin a b ax bx i j ay by k az bz
非线性光学：外场E可以比拟内场的大小
当E很大时，介质的极化正比于E，E2,E3…；
P ( E ) 0 ( E 2 E 2 3 E 3 ...)
,2,3…分别是一阶、二阶、三阶极化率。
王英老师 课堂
L NL
PP P
D 0 E P L P NL E P NL D L P NL
华中科技大学物理光学第七章-光的偏振与晶体光学基
o光和e光都是线偏光，o光的电矢量垂直 于o主平面，e光的电矢量平行于e主平面 当入射光在主截面内时，o光垂直于e光
7-3 双折射的电磁理论 一、晶体的各向异性和介电张量
晶体的各向异性
晶体对不同方向偏振的 光表现出不同的响应
O-2 Ca++ O-1 C+ O-3
晶体结构各向异性→ 极化各向异性→对光 响应的各向异性 右图：方解石的分子 结构CaCO3
——折射率椭球或光率体
7-4 一、
折 射 率 椭 球
x z nz
D o ny nx y
7-4 一、
已知k0， 用折射 率椭球 求D和相 应的折 射率
k0
n1o D1
n2 D2
7-4 一表示D的方向，r 的长度表示D光波的折射率 D与椭球面相交点的法线为E方向 从球原点o出发，做波法线矢量k0，过o做垂 直于k0的平面，即k0的法平面，该平面与椭 球的交线为一椭圆，椭圆的长短轴方向分别 为允许D的两个方向，其长度分别为这两个 D光波的折射率
∇⋅ D = 0 ∇⋅ E = 0 ∇×E = −µ0 ∂H ∂t ∇× H = ∂D ∂t D = [ε ]E
7-3 二、1、光波与光线
由于E、D方向不同，晶体中的平面波可 以写成 E E0 D = D exp[i(k ⋅ r −ωt)] 0 H H0 E0、D0、H0为振幅
7-1 三、
实际偏振片不是理想的 最大透射光强IM，最小透射光强Im，则消 光比r=Im/IM 衡量偏振器件质量的方法：同种器件取 两个，一个做起偏器，一个做检偏器， 计算其消光比r
7-2 晶体的双折射
双折射：各向 异性晶体的界 面产生两束折 射光的现象 右图为方解石 晶体的双折射 现象
华科光学实验报告(3篇)
第1篇一、实验模块光学实验二、实验标题华科光学实验三、实验目的1. 了解光学原理，掌握光学仪器的使用方法。
2. 学习光学实验的基本步骤和注意事项。
3. 通过实验验证光学原理，提高实验操作能力。
四、实验原理光学实验主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等光学现象。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的反射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生反射现象。
2. 光的折射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生折射现象。
3. 光的干涉：两束或多束相干光波相遇时，它们在空间中相互叠加，产生干涉现象。
4. 光的衍射：光线通过一个狭缝或障碍物时，在障碍物后方的空间发生衍射现象。
五、实验步骤1. 光的反射实验：使用平面镜、光源、屏幕等仪器，观察光线在平面镜上的反射现象，测量反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：使用凸透镜、凹透镜、光源、屏幕等仪器，观察光线通过凸透镜、凹透镜时的折射现象，测量折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：使用双缝干涉装置、光源、屏幕等仪器，观察双缝干涉现象，测量干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：使用衍射光栅、光源、屏幕等仪器，观察光通过衍射光栅时的衍射现象，测量衍射条纹间距，验证衍射原理。
六、实验环境1. 实验室地点：华科大学光学实验室2. 实验器材：平面镜、凸透镜、凹透镜、双缝干涉装置、衍射光栅、光源、屏幕、测量工具等3. 实验环境要求：光线充足、温度适宜、实验台整洁七、实验过程1. 光的反射实验：调整光源，使其光线垂直射向平面镜，观察反射现象，记录反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：调整光源，使其光线垂直射向凸透镜、凹透镜，观察折射现象，记录折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：调整双缝干涉装置，使其产生干涉条纹，观察干涉现象，记录干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：调整衍射光栅，使其产生衍射条纹，观察衍射现象，记录衍射条纹间距，验证衍射原理。
华中科技大学物理光学第二章
2
S1
r1 r2
P
S2
E 1 = a 1 cos (kr 1 − ω t ) = a 1 cos (α 1 − ω t ) = a 2 cos (kr 2 − ω t ) = a 2 cos (α = a 12 + a 2 + 2 a 1 a 2 cos (α 2 a 1 sin α 1 + a 2 sin α 2 a 1 cos α 1 + a 2 cos α 2
n
内容
2-1 两个频率相同、振动方向相同的单 色光波叠加； 2-2 驻波； 2-3 两个频率相同、振动方向垂直的光 波叠加； 2-4 不同频率的两个单色波叠加； 2-5 光波的分析。
2-1 两个频率相同、振动方向相同 的单色光波叠加
研究对象：频率相同、振动方 向相同，P点光波相遇区域 任一点，求在P点的光振 动。 代数加法
第二章：光波的叠加与分析
杨振宇
本章研究频率相同、或相差很小的单色 光波的叠加； 任何复杂的光波都能分解为一组单色光 波之和； 光波服从叠加原理：在线性介质中，几 个光波在相遇点的合振动是各个光波单 独产生的振动的矢量和； E = E1 + E2 + ... = ∑ En 光波的分析：傅立叶级数定理、傅立叶 积分定理。
频率虽有差别，但差别很小， E 1 = acos (k 1 z − ω 1 t ) E 2 = acos (k 2 z − ω 2 t )
A = 2 acos (k m z − ω m t )
E = E 1 + E 2 = Acos (k z − ω t )
(2 - 45)
k m = (k 1 − k 2 ) 2 , ω m = (ω 1 − ω 2 ) 2
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五、光的偏振性及应用
偏振态的描述
晶体光学
偏振器件
（三）题型：填空、简答和计算题
（四）参考教材：梁铨廷，《物理光学》，电子工业出版社，第四版，2012
主要考查考生在给定条件下，综合运用基本概念和基本原理，分析和解决具体问题的能力。
第二部分
一、光的电磁属性
真空中的麦克斯韦方程组
介质的电磁性质
电磁场边界条件
电磁场的能量
波动方程
二、光波与介质的基本性质
平面波
折射率
平面波的叠加
涉
分波面干涉
分振幅双光束干涉
分振幅多光束干涉
干涉条纹对比度分析
四、衍射
基尔霍夫（Kirchhoff）衍射公式
菲涅耳（Fresnel）衍射和夫琅和费衍射（Farunhofer）衍射
近距离上的的夫琅和费衍射
典型孔径的夫琅和费衍射
光栅的夫琅和费衍射
华中科技大学硕士入学
(
第一部分
一、考试性质
物理光学是我校光学专业硕士生入学考试可以选择的专业基础课之一。它的评价标准是高等学校优秀本科毕业生所能达到的水平，以保证被录取者有良好的光学理论基础。
考试对象为参加全国硕士研究生入学考试的准考考生。
二、考试形式与试卷结构
（一）答卷方式：闭卷，笔试
（二）答题时间：180分钟