考試科目名稱：光物理學綜合(光學、量子力學) 考試科目代碼：861

一、考試要求

光物理學綜合(光學、量子力學) 考試大綱適用于北京工業大學物理與光電 工程學院(0702)物理學學科的碩士研究生招生考試，包括光學和量子力學兩部 分。光物理學綜合(光學、量子力學) 課程是光學、凝聚態物理和理論物理學科 的重要基礎。光學考試內容主要包括波動光學和光的吸收、色散和散射兩個部分， 要求考生深入理解和系統掌握干涉、衍射、偏振，以及光的吸收、色散和散射的 基本物理現象、原理和規律， 并了解它們在科研、生產和實踐中的應用， 具有比 較熟練的計算能力和分析問題的綜合能力。量子力學考試內容包括量子力學的基 本概念、典型模型和數學方法。該課程被稱為物理學家的數學， 因此非常重視對 物理問題進行定量描述和研究所需數學能力的考察，同時要求考生對本課程的基 本物理概念和典型模型有深入理解，能夠運用所學方法解決簡單的量子力學問題。

二、考試內容

(一)光學 (50%)

1. 波動光學部分

1.1 波動光學通論

(1)波的概念及其數學描述，波的疊加原理，半波損失的概念

(2)光的電磁理論基礎，光的偏振態

(3)偏振片及其光強響應，馬呂斯定律

(4)光在兩種各向同性介質界面的反射與折射，布儒斯特定律

1.2 光的干涉

(1)干涉的概念和條件，干涉條紋襯比度的物理意義

(2)分波前干涉，楊氏雙縫干涉，光波的時間相干性和空間相干性

(3)分振幅干涉，等傾干涉和等厚干涉的特點和應用

(4)邁克耳孫干涉儀的結構和應用

(5)平行平板的多光束干涉分析及其應用，法布里-珀羅干涉儀

1.3 光的衍射

(1)衍射的基本原理及分類，惠更斯—菲涅耳原理

(2)菲涅耳衍射和菲涅耳波帶片

(3)夫瑯禾費單縫衍射和夫瑯禾費圓孔衍射

(4)光學成像儀器的分辨本領

(5)光柵衍射的特點和計算，光柵色散元件性能，光柵光譜儀

1.4 光在晶體中的傳播

(1)單軸晶體的雙折射現象、基本定義及規律

(2)晶體光學器件

(3)光通過波片后偏振態的變化，以及各種偏振光的檢驗

(4)平行偏振光的干涉及計算

2. 光的吸收、色散和散射部分

2.1 光的線性吸收規律與復折射率，朗伯定律

2.2 光的色散概念和規律，光的相速和群速

2.3 光散射的概念，瑞利散射、米氏散射及大粒子散射的特點

(二) 量子力學 (50%)

1. 量子力學基本原理：實驗基礎、波函數、薛定諤方程、算符。

2. 一維定態問題：自由粒子、一維勢阱、諧振子代數解法。

3. 中心力場和軌道角動量：角動量對易關系、角動量本征函數，氫原子。

4. 全同粒子與自旋：全同性原理、自旋的表述、兩個自旋的耦合。

三、參考書目

1.《光學(第三版)》，蔡履中編著，科學出版社，2021 年 7 月。

2.《物理光學(第 5 版)》，梁銓廷編著，電子工業出版社，2021 年 10 月。 3.《量子力學教程》(第三版)，曾瑾言著，科學出版社，2014 年出版。

4.《量子力學概論》(美)格里菲斯，機械工業出版社，2009 年出版。