陕西科技大学物理与信息科学学院2026级硕士研究生入学考试大纲

　　课程代码：823 课程名称：物理光学

　　一、光的电磁理论

　　1. 光的电磁波本质

　　理解：光波是特定频率范围内的电磁横波。

　　掌握：电磁波谱中可见光的波长范围。

　　2. 描述光波的基本物理量

　　理解：波长、频率、振幅、光强(与振幅平方的关系)、位相、光程、光程差的物理意义。

　　掌握：光强与光波电场振幅的关系。

　　3. 光的偏振态

　　理解：自然光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的概念及特点。

　　掌握：偏振片的作用(马吕斯定律的物理内涵)。

　　4. 光的反射与折射

　　理解：菲涅耳公式所揭示的反射、折射光振幅和位相变化规律(特别是布儒斯特角)。

　　掌握：布儒斯特角的定义及其在产生线偏振光中的应用。

　　5. 光在界面上的全反射

　　理解：全反射发生的条件(临界角)。

　　掌握：全反射时光波在第二种介质中存在倏逝波的概念及其特性(穿透深度)。

　　6. 光的吸收

　　理解：朗伯-比尔定律的物理意义(光强随传播距离指数衰减)。

　　掌握：吸收系数、消光系数的概念;一般吸收与选择吸收的区别。

　　7. 光的色散

　　理解：色散现象(介质折射率随光波波长变化);

　　掌握：正常色散与反常色散的特点;色散曲线的基本形态。

　　8. 光的散射

　　理解：散射现象(光波遇到不均匀介质时偏离原传播方向)。

　　掌握：瑞利散射(分子散射)的规律(散射光强与波长的四次方成反比);米氏散射(大颗粒散射)的特点;拉曼散射与布里渊散射的基本概念(非弹性散射，涉及频率变化)。

　　二、光的干涉及其应用

　　1. 干涉的基本条件与原理

　　理解：光波产生干涉现象的必要条件(相干条件：频率相同、振动方向相同、位相差恒定)。

　　掌握：干涉加强(相长干涉)和干涉减弱(相消干涉)的位相差判据。

　　2. 分波面干涉

　　理解：杨氏双缝干涉实验的原理。

　　掌握：双缝干涉条纹(等间距明暗相间条纹)的特征(条纹间距与波长、缝距、屏距的关系)。

　　3. 分振幅干涉(薄膜干涉)

　　等倾干涉：

　　理解：平行平面薄膜产生等倾干涉的原理(光程差主要取决于入射角);

　　掌握：等倾干涉条纹的特征(同心圆环)。

　　等厚干涉：

　　理解：楔形薄膜或牛顿环装置产生等厚干涉的原理(光程差主要取决于薄膜厚度)。

　　掌握：等厚干涉条纹的特征(平行于楔棱的直条纹或牛顿环的同心圆环);牛顿环中心点的特性。

　　4. 典型干涉装置与应用

　　理解：迈克尔逊干涉仪的基本光路结构和工作原理。

　　掌握：迈克尔逊干涉仪中干涉条纹的变化与光程差变化的关系(动镜移动与条纹吞吐)。

　　5. 干涉条纹的可见度

　　理解：影响干涉条纹可见度(对比度)的主要因素(光源大小、光谱宽度)。

　　三、光的衍射与现代光学

　　1. 衍射现象与惠更斯-菲涅耳原理

　　理解：衍射现象的本质(光波遇到障碍物时波前受到限制，导致光强重新分布)。

　　掌握：惠更斯-菲涅耳原理的基本思想(波前上各点作为次波源，其发出的次波在空间相干叠加)。

　　2. 菲涅耳衍射与夫琅禾费衍射

　　理解：菲涅耳衍射(近场衍射)和夫琅禾费衍射(远场衍射)的区别(光源、观察屏与衍射屏的相对距离)。

　　3. 夫琅禾费单缝衍射

　　理解：单缝衍射的光强分布规律(中央明纹最宽最亮，两侧对称分布明暗相间条纹)。

　　掌握：衍射暗纹位置的判断条件(半波带法思想)。

　　4. 夫琅禾费圆孔衍射

　　理解：圆孔衍射图样特征(艾里斑);

　　掌握：艾里斑角半径的计算公式所反映的物理意义(与波长成正比，与圆孔直径成反比)。

　　5. 光学仪器的分辨本领

　　理解：瑞利判据(分辨极限标准)的内容。

　　掌握：望远镜、显微镜等光学仪器分辨本领的定义及其与波长、孔径的关系。

　　6. 平面衍射光栅

　　理解：光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉共同作用的结果。

　　掌握：光栅方程(决定主极大位置);光栅光谱(色散)特性;缺级现象及其产生条件;光栅的角色散本领和色分辨本领的概念。

　　7. 空间频率与空间频谱

　　理解：空间频率的概念(描述光场在空间分布快慢的特征量);光学傅里叶变换的基本思想(透镜后焦面是物光场空间频谱的分布面)。

　　8. 阿贝成像原理

　　理解：阿贝二次衍射成像理论(物→频谱→像)。

　　掌握：空间滤波的基本概念(在频谱面上操作以改变像的结构)。

　　9. 光学信息处理基础

　　理解：相干光学处理系统的典型光路(4f系统)。

　　了解：空间滤波的简单应用(如方向滤波、低通滤波、高通滤波、相位滤波等)。

　　四、光的偏振和偏振器件

　　1. 偏振光的产生与检验

　　理解：利用偏振片、反射/折射(布儒斯特角)、双折射等方法获得线偏振光的原理。

　　掌握：利用偏振片(检偏器)检验偏振光的方法(消光现象)。

　　2. 双折射现象

　　理解：双折射的基本概念(一束入射光在晶体中分解为o光和e光两束折射光)。

　　掌握：o光和e光的主要特性(都是线偏振光;o光遵守折射定律，e光不遵守;光轴方向)。

　　3. 偏振器件

　　理解：尼科耳棱镜、沃拉斯顿棱镜等偏振棱镜的工作原理(利用双折射和全反射);波片(相位延迟片)的作用原理(利用o光和e光在晶体中传播速度不同引入相位差)。

　　掌握：四分之一波片(λ/4波片)和二分之一波片(λ/2波片)对偏振态的改变作用(例如，λ/4波片可将线偏振光变为圆偏振光或椭圆偏振光，反之亦可)。

　　4. 偏振光的干涉

　　理解：产生偏振光干涉的基本装置(起偏器-波片-检偏器)。

　　掌握：线偏振光经过波片后偏振态的变化;干涉光强的分布特征(与波片厚度、波长、偏振片夹角有关)。

　　5. 旋光现象

　　理解：旋光现象的定义(线偏振光通过某些物质后振动面发生旋转)。

　　掌握：旋光现象的基本规律(旋转角与光程、旋光物质浓度成正比)。