天大光学大纲1.doc

教学内容 绪 论1 学习工程光学的意义和重要性（光学对国民经济发展的重要作用、光学领域的分支、进展和应用）2 本课程的性质、任务和内容3 学习的基本要求、教学环节和学习方法第一章 几何光学基本定律与成像概念1. 几何光学基本定律：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：2 完善成像条件的概念和相关表述3 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）4 单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率b、轴向放大率a、角放大率、拉赫不变量等公式。5 球面反射镜成像公式6 共轴球面系统公式（包括过渡公式、成像放大率公式）第二章 理想光学系统1 共轴理想光学系统的成像性质2 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3 物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质4 图解法求像的方法5 解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）6 由多个光组组成的理想光学系统的成像公式7 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第三章 平面与平面系统1 平面光学元件的种类和作用2 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3 平行平板的成像特性，近轴区内的轴向位移公式4 反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。5 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6 棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念7 常用的光学材料种类和特点第四章 光学系统中的光束限制1 孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系2 视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系3 渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义及渐晕光阑和视场光阑的关系4 照相系统的基本结构、成像关系和光束限制5 望远系统的基本结构、成像关系和光束限制6 显微系统的基本结构、成像关系和光束限制，物方远心光路原理7 光瞳衔接原则及其作用8 场镜的定义、作用和成像关系9 景深、远景景深、近景景深的概念，景深公式和影响因素第五章 光度学和色度学基础1 光度学中辐射量和光学量的定义、单位，光度学基本量的定义和单位，辐射量和光学量的关系2 光传播过程中光学量的主要变化规律3 颜色的基本概念、性质、定律和相关实验4 CIE标准色度学系统简介第六章 光线的光路计算及像差理论1 像差的定义、种类和消像差的基本原则2 单个折射球面的不晕点（齐明点）的概念和性质，求解方法3 7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法4 波像差的定义及其与几何像差的关系第七章 典型光学系统1 正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征，校正非正常眼的方法，眼睛调节能力的计算2 视觉放大率的概念、表达式及其意义，与光学系统角放大率的异同点3 放大镜的视觉放大率4 显微镜系统的概念和计算公式，包括：1）组成、成像关系、光束限制 2）视觉放大率公式 3）线视场公式 4）数值孔径和出瞳D 5）物镜的分辨率 6）显微镜的有效放大率 7）物镜的景深 8）视度调节：5 临界照明和坷拉照明6 望远系统的概念和计算公式，包括： 1）组成、成像关系、光束限制 2）视觉放大率公式 3）分辨率与视觉放大率的关系 4）有效分辨率和工作分辨率7 摄影系统的概念和计算公式，包括： 1）组成、成像关系、光束限制 2）摄影物镜的3个主要参数及其影响作用 3）分辨率公式 4）光圈的定义及其与孔径光阑、分辨率、像面照度、景深的关系 5）景深公式及其影响因素 6）摄影物镜的种类8 投影系统的概念和计算公式，包括：1）系统的基本要求 2）主要光学参数 3）其照明系统的衔接条件第八章 现代光学系统1 激光光束与普通光束的异同点，在激光聚焦和准直系统中使用之透镜的特点和作用2 傅立叶变换系统的工作原理，物镜的设计要求和校正像差要求3 光纤的传光特性及其分类第九章 光学系统的像质评价1 光学系统像质评价方法和各自的优缺点2 用MTF曲线和其下面积判断光学系统的成像质量的方法和基本原理3 望远物镜、显微物镜、望远目镜、显微目镜和照相物镜的像值评价要求和校像差要求第十章 光的电磁理论基础1 麦克斯韦方程组、物质方程、波动方程2 电磁波的平面波解，包括：平面波、简谐波解的形式和意义，物理量的关系，电磁波的性质等3 球面波和柱面波的定义、方程表达式4 光在电介质分界面和金属表面的反射和折射5 波的叠加原理及4种情况下两列波的叠加结果、性质分析6 相速度和群速度概念第十一章 光的干涉和干涉系统1 干涉现象和形成干涉的条件2 杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特点及其现象的应用3 条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念（包括临界宽度和允许宽度、空间相干性和时间相干性、相干长度和相干时间等）4 平行平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式5 楔形平板的双光束干涉定域面、干涉装置、干涉条纹的性质和计算公式6 典型双光束干涉系统及其应用7 平行平板的多光束干涉条件、装置、干涉条纹性质与计算8 法布里-珀罗干涉仪和干涉滤光片第十二章 光的衍射1 衍射现象、衍射系统和分类2 惠更斯原理和夫琅和费衍射公式3 矩孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析4 单缝夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析5 圆孔夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析，成像系统的分辨本领6 多缝夫琅和费衍射的光强分布公式和衍射条纹性质分析7 衍射光栅的方程、特性和种类第十四章 光的偏振和晶体光学基础1 自然光、偏振光和部分偏振光的定义、特点，偏振度的定义和计算，能够产生偏振光的方