第一部分 目標與基本要求
《應用光學》是光電信息科學與工程等專業的技術基礎課。學習本課程要求學生具備必要的物理和數學基礎知識。應用光學為光學設計及光學探測等奠定了理論基礎和應用基礎,在培養光學和光電類人才中具有不可替代的地位。通過本課程的學習,學生應能對光學的基本概念、基本原理和典型系統有較為深刻的認識,為學習光學設計、光信息理論和從事光學研究打下堅實的基礎。
考試內容:幾何光學基本定律與成像概念、理想光學系統、平面與平面系統、光度學和色度學、光學系統中的光束限制、光線的光路計算及像差理論、典型光學系統。
第二部分 內容與考核目標
一、幾何光學基本定律與成像概念(15%)
1. 熟練掌握幾何光學的基本定律及推論(內容、表達式、現象解釋)。
2. 理解光線與光程的概念,理解光傳播的直線性、獨立性和可逆性。
3. 理解和掌握完善成像條件的三種表述。
4. 理解、掌握、靈活應用符號規則,能推導計算公式并掌握簡化公式。
5. 掌握單個球面成像公式計算球面光學系統的成像問題。
6. 理解多個折射面(含兩個)物像空間不變式
二、理想光學系統(30%)
1. 熟悉理想光學系統概念:高斯光學、共軛、共線成像
2. 理解共軸理想光學系統的成像性質
3. 理解理想光學系統的基點和基面,掌握實際光學系統的基點位置和焦距的計算
4. 掌握并靈活應用圖解法求像(正負光組)、解析法求像
5. 理解兩個光組組合分析,多光組理想光學系統的光路、組合公式的推導
6. 了解理想光學系統兩焦距之間的關系
7. 掌握理想光學系統的放大率、計算和物理意義
8. 理解節點的概念,并熟悉掌握測量物鏡焦距的原理和系統
9. 了解各種透鏡的性質,掌握透鏡焦距和光焦度的計算公式、會應用
三、平面與平面系統(15%)
1. 理解掌握單平面鏡、雙平面鏡和平行平板的成像性質
2. 了解平行平板的等效光學系統的概念
3. 掌握不同棱鏡的成像性質
4. 靈活掌握棱鏡系統的成像方向的判斷
5. 理解反射棱鏡的等效作用,了解反射棱鏡的成像光路
6. 掌握折射棱鏡和光楔的成像特性和最小偏向角的應用
7. 了解色散和相關概念、光學材料的分類、特性
四、光學系統中的光束限制(15%)
1. 理解各種光闌的概念和作用
2. 深入理解孔徑光闌、入瞳、出瞳;視場光闌、入射窗、出射窗的共軛關系
3. 熟悉照相系統、望遠鏡、顯微鏡三種光學系統的基本結構和光學數據
4. 熟練掌握光闌及孔徑光闌在望遠鏡系統中的作用
5. 了解顯微鏡系統的光路及遠心光路、場鏡的應用
6. 理解景深的概念、掌握并會熟練應用景深的計算公式