湖北省高等教育自学考试大纲

湖北省高等教育自学考试大纲

课程名称：工程光学课程代码：7082

第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点

本课程是一门专业基础课，系统地介绍了几何光学的差不多定律与成像理论、理想光学系统、平面光学系统、光学系统中光束限制、光度学与色度学基础、光线的光路计算与像差理论、典型光学系统、现代光学系统、光学系统的像质评价与与像差公差、光的电

磁性质光波的叠加与分析、光的干涉、光的衍射与傅立叶光学、光的偏振和晶体光学基础、光的量子性与激光、光纤与波导光学以及近几年最新进展的半导体激光和光子学等。课程特点在于几何光学和物理光学、现代光学方面的基础理论、差不多方法和典型光学系统的实例和应用。

本课程适合于自学考试光机电一体化专业、光信息科学与技术专业的专业基础课程。

二、课程目标与要求

通过本课程的学习，学生能对光学的差不多概念、差不多原理和典型系统有较为深刻的认识，学生应掌握几何光学的差不多定律与成像理论、理想光学系统、平面光学系统、光束限制、像差理论等几何光学的差不多内容以及光的电磁性质、光波的叠加与分析、光的干涉、衍射、偏振等物理光学的差不多内容以及现代光学中的部分内容。为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。

三、与本专业其他课程的关系

本专业前期课程“高等数学”、“大学物理”等是《工程光学》课程的数学基础和物理基础；通过《工

程光学》课程的学习为本专业的后期课程激光原理与技术、有用光电技术、信息光学等课程打下良好的基础。

第二部分考核内容与考核目标

第1章几何光学的差不多定律和成像概念

一、学习的目的与要求

通过本章的学习，应该掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

掌握几何光学差不多定律：1）光的直线传播定律 2）光的独立传播定律 3）反射定律和折射定律（全反射及其应用） 4）光路的可逆性 5）费马原理（最短光程原理） 6）马吕斯定律。

完善成像条件的概念和相关表述

能够应用光学中的符号规则，单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴）

能够利用单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率、轴向放大率、角放大率γ、拉赫不变量等公式。

经历球面反射镜成像公式

了解共轴球面系统公式（包括过渡公式、成像放大率公式）

二、考核知识点与考核目标

（一）重点

识记：几何光学差不多定律。

理解：完善成像条件的概念和相关表述。

应用：应用光学中的符号规则。

（二）次重点

识记：单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率、轴向放大率、角放大率γ、拉赫不变量等公式。

理解：单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、

远轴）。

应用：球面反射镜成像公式。

（三）、一般

识记：光波与光线

理解：费马原理、马吕斯定律。

应用：共轴球面系统公式（包括过渡公式、成像放大率公式）。

第2章理想光学系统一、学习的目的与要求

通过本章的学习，应该掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

了解并掌握共轴理想光学系统的成像性质。

理解无限远的轴上（外）物点的共轭像点及光线、无限远的轴上（外）像点的对应物点及光线的性质，物（像）方焦距的计算公式。

应用并了解物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质。

掌握图解法求像的方法。

掌握解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）。

一般了解由多个光组组成的理想光学系统的成像公式。

掌握并能够应用理想光学系统的放大率概念及公式，理想光学系统两焦距之间的关系，理想光学系统的组合公式和正切计算法。

二、考核知识点与考核目标

（一）重点

识记：共轴理想光学系统的成像性质

理解：理想光学系统的放大率概念及公式

应用：图解法求像的方法

（二）次重点

识记：物方主平面与像方主平面的性质

理解：理想光学系统两焦距之间的关系

应用：解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）（三）一般

识记：光学系统的节点及性质，一般了解透镜内容

理解：理想光学系统的组合公式和正切计算法

应用：由多个光组组成的理想光学系统的成像公式

第3章平面与平面系统一、学习的目的与要求

通过本章的学习，应该掌握的知识层次和所要达到的能力要求：

了解平面光学元件的种类和作用。

掌握并理解平面镜的成像特点和性质，平面镜的旋转特性，光学杠杆原理和应用。

能掌握并熟练应用平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式。

了解反射棱镜的种类、差不多用途、成像方向判不、等效作用与展开。

熟练掌握折射棱镜的作用，其最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用。

了解棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念。

一般了解常用的光学材料种类和特点。

二、考核知识点与考核目标

（一）重点

识记：平面镜的成像特点和性质，平面光学元件的种类和作用

理解：平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式

应用：最小偏向角公式及应用

（二）次重点

识记：平面镜的旋转特性，反射棱镜的种类、差不多用途、成像方向判不、等效作用与展

开

理解：光学杠杆原理和应用

应用：光楔的偏向角公式及其应用

（三）一般

识记：棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念

理解：折射棱镜的作用

应用：常用的光学材料种类和特点

第4章光学系统中的光束限制

一、学习的目的与要求

通过本章的学习，应该掌握的知识层次和所要达到的能力要求：