《工程光学》复习大纲

1《工程光学》复习大纲2第一章几何光学的基本定律与成像概念1.几何光学的基本定律（内容、表达式、现象解释）

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：（全反射条件、图1-6光纤结构和全反射应用）

4）费马原理：数学表达式，原理内容

5）马吕斯定律：定律内容

折射率的定义：2.完善成像条件（3种表述）33.应用光学中的符号规则（6条）4.单个折射球面的光线光路计算公式（近轴、远轴）(1)(2)(3)第一章几何光学的基本定律与成像概念图1-10光线经过单个折射面的折射45.单个折射面的成像公式（定义、公式、意义）1）垂轴放大率

判断像的正倒、虚实及缩放

2）轴向放大率

3）角放大率γ4）

γ=

5）拉赫不变量6）图1-13球面镜的成像（画光路）第一章几何光学的基本定律与成像概念56.球面反射镜成像公式

第一章几何光学的基本定律与成像概念67.共轴球面系统公式（过渡公式、成像放大率公式）第一章几何光学的基本定律与成像概念7第二章理想光学系统

1.共轴理想光学系统的成像性质是什么？（3大点），尤其是第三点。

2.无限远的轴上（外）物点的共轭像点是什么？它发出的光线有何性质？3.无限远的轴上（外）像点的对应物点是什么？（主点，主平面）4.物（像）方焦距的计算公式为何？5.物方主平面与像方主平面的关系为何？其用途为何？光学系统的节点及性质？

6.共轴光学系统的基点、主平面等。

（通过作图法画出）P19～21第二章理想光学系统

9

6.图解法求像的方法？（P20）

（可选择的典型光线和可利用的性质5条＋1条）

7.解析法求像方法？（牛顿公式、高斯公式）

1）牛顿公式：物、像位置相对于焦点确定

第二章理想光学系统

10

2）*高斯公式：物、像位置相对于主点确定第二章理想光学系统

3)理想光学系统两焦距之间的关系？8.由多个光组组成的理想光学系统的成像公式？（过渡公式）

第二章理想光学系统

9.光学间隔的定义，组合系统的物方和像方焦距计

算公式。12

第三章平面和平面系统

1.平面光学元件的种类？作用？（3点）

2.平面镜的成像特点和性质？平面镜的旋转特性？3.平行平板的成像特性？（3点）近轴区内的轴向位移公式？

13

4.反射棱镜的种类（4种）、基本用途、成像方向判别。5.折射棱镜的作用?其最小偏向角公式及应用

6.光楔的偏向角公式及其应用（测小角度和微位移）

第三章平面和平面系统

7.棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念。8.常用的光学材料有几类？各有何特点？

第三章平面和平面系统

第六章

光线的光路计算及像差理论

1.什么是像差？共有几种像差？产生各种像差的原因分别是什么？消像差的基本原则是什么？

2.什么是单个折射球面的不晕点（齐明点）？有何性质？

163.各种像差的定义、影响因素、性质、消像差方法？

17

4.哪些像差与孔径有关？哪些像差与视场有关？

第六章

光线的光路计算及像差理论

18

第十一章光的电磁理论基础

1.波动方程及光波的表达式

1）波动方程的由来、表达式、式中的物理意义

2）光波的表达式（属于波动方程的解）

平面波解

简谐波解（三角形式、矢量形式、指数形式）

19

球面波解

柱面波解

第十一章光的电磁理论基础

3）光波参数之间的关系

4）平面波的性质（3条）

2.光波的叠加

1）会用光波的表达式计算光波叠加后的表达式并分析叠加波的性质

2）会通过光波的表达式分析光波的偏振状态（线、圆、椭圆偏振光，左右旋）

（P293～295）第十一章光的电磁理论基础

3.掌握四种不同条件下光波叠加后形成的物理现象、合成波表达式及其性质（见表）22

第十二章光的干涉和干涉系统

1.干涉及干涉条件

1）什么是干涉？

2）干涉条件（3条）

2.杨氏双缝干涉

1）干涉性质：分波前的干涉

2）实验装置

3）干涉公式及条纹性质

光程差

条纹亮暗条件

条纹间隔（最小分辨率）

条纹形状和意义

第十二章光的干涉和干涉系统

24

3.条纹的可见度

1）定义及公式

2）条纹可见度的影响因素：（两相干光束的振幅比、光源大小、光源单色性）

第十二章光的干涉和干涉系统

25

4.平行平板的双光束干涉

1）定域面位置

2）干涉装置（图11-14）

第十二章光的干涉和干涉系统

26

4.平行平板的双光束干涉3）干涉条纹性质

等倾条纹（同心圆环）

条纹级次（中心级次高，边缘级次低）

2

2

2

l

+

q

=

D

cos

nh

第十二章光的干涉和干涉系统

27

5.楔形平板的双光束干涉

1）定域面位置（只考虑垂直照射情况）

2）干涉装置（图11-19）

第十二章光的干涉和干涉系统

5.楔形平板的双光束干涉3）干涉条纹性质

等厚条纹（等间隔的平行于楔棱的直条纹）

两条纹间对应的厚度变化

楔角

2

2

2

l

+

q

=

D

cos

nh

第十二章光的干涉和干涉系统

第十三章光的衍射

1.什么是光的衍射？

2.衍射系统的组成和分类（3部分、2种）

3.惠更斯原理是如何叙述的？4.夫琅和费衍射公式（近似条件、坐标系的建立、在有透镜条件下的表达式和物理意义）

5.矩孔的夫琅和费衍射

1）光强分布

2）光强分布特点

主极大位置

当x

=0,y=0时，I有主极大值

Imax＝I0

第十三章光的衍射

6.单缝的夫琅和费衍射

1）光强分布

2）光强分布特点

垂直于x方向的直条纹

主极大位置

当y=0时，I有主极大值

Imax＝I0

第十三章光的衍射

7.圆孔的夫琅和费衍射

1）光强分布

2）光强分布特点

主极大位置

当r=0时，I有主极大值

Imax＝I0

其中：z=kaq,

第十三章光的衍射

第十五章光的偏振和晶体光学基础

1.什么是自然光、偏振光和部分偏振光？2.什么是偏振度？3.偏振光的产生方法有几种？反射（布儒斯特角）和折射（晶体双折射）产生偏振光的方法？4.布儒斯特定律及其应用（P276），？5.马吕斯定律