2021山東理工大學(xué)902光學(xué)研究生考試大綱

發(fā)布時間：2020-11-26 編輯：考研派小莉 推薦訪問：
2021山東理工大學(xué)902光學(xué)研究生考試大綱

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2021山東理工大學(xué)902光學(xué)研究生考試大綱 正文

    科目代碼：902科目名稱：光學(xué)
    考試范圍：
    一、光的電磁理論基礎(chǔ)
    1.積分和微分形式的麥克斯韋方程組，物質(zhì)方程
    2. 電磁場的波動性，波動方程，光速，折射率
    3. 平面電磁波的簡諧波形式和復(fù)數(shù)形式，復(fù)振幅和光的強度，平面電磁波的性質(zhì)
    4. 會聚和發(fā)散球面波以及柱面波的復(fù)振幅表示
    5. 輻射能，輻射強度矢量（坡印廷矢量），光強的表達式
    6. 電磁場的邊值關(guān)系--連續(xù)性條件
    7.反射、折射定律，菲涅爾公式，振幅反射系數(shù)，振幅透射系數(shù)，反射率和透射率
    8. 全偏振，全反射，倏逝波及其穿透深度
    9. 金屬表面的透射和反射規(guī)律，穿透深度
    10.光的吸收定律、正常色散和反常色散經(jīng)驗公式，瑞利散射和米氏散射的區(qū)別和特點。
    二、光波疊加
    1. 兩個頻率相同、振動方向相同的單色光波的疊加，代數(shù)加法，復(fù)數(shù)加法，相幅矢量加法
    2. 駐波形成的條件和表現(xiàn)特征 --波腹，波節(jié)
    3. 兩個頻率相同、振動方向互相垂直的單色光波的疊加，橢圓偏振光的特點與參與疊加光束的關(guān)系
    4.不同頻率的兩個單色光波的疊加，光學(xué)拍產(chǎn)生的條件、表達式，群速度和相速度
    三、光的干涉
    1. 產(chǎn)生干涉的相干條件
    2. 楊氏干涉實驗，干涉條紋的特點和計算--光程差，亮紋和暗紋條件，條紋間距，會聚角等
    3. 分波前法干涉的實驗裝置
    4. 條紋的對比度（可見度）定義，對比度如何受光源大小、光源單色性和兩相干光波振幅比例的影響，空間相干性和時間相干性 --臨界寬度，干涉系統(tǒng)不變量，相干長度公式，時間相干性。
    5. 平行平板產(chǎn)生的干涉，條紋定義域，等傾條紋計算 --干涉級次，條紋角半徑
    6. 楔形平板產(chǎn)生的干涉，等厚條紋計算 --光程差，半波損失，亮紋和暗紋條件，條紋間距
    7. 用牛頓環(huán)測量透鏡的曲率半徑的方法，近似條件和條紋計算
    8. 平面干涉儀在測量中的應(yīng)用 --表面平面度
    9. 邁克爾遜干涉儀的基本構(gòu)成，工作原理
    10. 馬赫澤德干涉儀的基本構(gòu)成，工作原理
    11. 平行平板的多光束干涉，干涉光強公式推導(dǎo)，干涉圖樣特點，條紋銳度和精細度
    12. 法布里-珀羅干涉儀測量原理
    13. 多光束干涉原理在薄膜理論中的應(yīng)用。單層薄膜的透射和反射率計算，增透和增反膜工作原理，多層膜的計算方法，干涉濾光片工作原理
    四、光的衍射
    1. 惠更斯菲涅爾原理的描述
    2. 基爾霍夫衍射理論公式
    3. 基爾霍夫衍射公式的近似：菲涅爾近似和夫瑯和費近似--公式與近似條件
    4. 矩孔和單縫的夫瑯和費衍射裝置、衍射公式的意義、衍射圖樣的特點和計算
    5. 圓孔的夫瑯和費衍射圖樣的特點
    6. 光學(xué)成像系統(tǒng)的衍射與分辨本領(lǐng)的關(guān)系，各種成像系統(tǒng)分辨本領(lǐng)的定義和計算
    7. 多縫夫瑯和費衍射強度分布，衍射光強圖樣的特點--角距離，半角寬度，主極大強度，單縫衍射因子，缺級現(xiàn)象的解釋和計算。
    8. 衍射光柵的工作原理，光柵方程，光柵的色散本領(lǐng)，色分辨本領(lǐng)，自由光譜范圍的計算，不同類型光柵的工作特點
    9. 圓孔和圓屏的菲涅爾衍射，菲涅爾波帶分析法，衍射圖樣的特點與規(guī)律，菲涅爾波帶片參數(shù)計算
    五、光的偏振與晶體光學(xué)基礎(chǔ)
    1. 偏振光和自然光的特點和聯(lián)系，獲得偏振光的方法，馬呂斯定律和消光比
    2. 晶體的雙折射，尋常光和非尋常光，光軸，主平面和主截面
    3. 雙折射的電磁理論，晶體的各向異性及介電張量，單色平面波在晶體中的傳播規(guī)律
    4. 晶體光學(xué)性質(zhì)的圖形表示：折射率橢球，波矢面，法線面，光線面
    5. 光波在晶體表面的反射和折射，確定折射波和反射波的法線和光線方向的方法：計算法、斯涅耳作圖法、惠更斯作圖法
    6.典型晶體光學(xué)器件的工作原理，格蘭棱鏡、沃拉斯頓棱鏡、洛匈棱鏡、半波片和四分之一波片、補償器光路圖及光振動分析
    7. 偏振光和偏振器件的矩陣表示，幾種重要偏振態(tài)和偏振器件的瓊斯矩陣及計算
    8. 偏振光的干涉，平行偏振光的干涉現(xiàn)象及分析 ，會聚偏振光的干涉
    9. 旋光現(xiàn)象、磁光效應(yīng)、電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)及其應(yīng)用
    參考書目：
    郁道銀，《工程光學(xué)》，第4版，2015，機械工業(yè)出版社（第11,12,13,15章）
    梁銓廷，《物理光學(xué)》，第4版，2012，年電子工業(yè)出版社
    科目代碼：623科目名稱：量子力學(xué)
    考試范圍：
    一.量子力學(xué)的誕生
    1.經(jīng)典物理遇到的困難；
    2.普朗克假設(shè)；
    3.愛因斯坦假設(shè)；
    4.玻爾理論；
    5.德布羅意假設(shè)。
    二.波函數(shù)和薛定諤方程
    1.波函數(shù)及其意義；
    2.自由粒子平面波；
    3.薛定諤方程；
    4.幾率流密度矢量；
    5.定態(tài)薛定諤方程。
    三.一維定態(tài)問題
    1.一維定態(tài)問題的一般性質(zhì)；
    2.一維方深勢阱；
    3.一維諧振子；
    4.勢壘穿透；
    5.函數(shù)勢。
    四．力學(xué)量用算符表達
    1.線形算符；
    2.對易關(guān)系與厄米算符，
    3.厄米算符的性質(zhì)；
    4.力學(xué)量與算符；量子力學(xué)中常見力學(xué)量算符；
    5.力學(xué)量的平均值；
    6.測不準關(guān)系；
    7.力學(xué)量的平均值隨時間的變化；
    8.守恒量。
    五．表象
    1.坐標表象與動量表象；
    2.本征值為分離的力學(xué)量表象；
    3.表象變換；
    4.狄拉克符號。
    六．三維定態(tài)問題
    1.簡單的三維定態(tài)問題；
    2.兩體問題；
    3.中心力場；
    4.球方勢阱。
    七.近似理論
    1.定態(tài)非簡并微繞方法；
    2.定態(tài)簡并微繞方法；
    3.變分法；
    4.與時間有關(guān)的微繞方法；
    5.躍遷幾率；
    6.常微擾；黃金規(guī)則；
    7.周期微繞；共振吸收與共振發(fā)射。
    八．自旋
    1.電子的自旋，泡里矩陣；
    2.兩個角動量的耦合；
    3.兩個粒子的體系自旋態(tài)。
    九.全同粒子體系
    1.全同粒子體系與全同性原理；
    2.氦原子；
    3.費米氣體模型。
    參考書目：
    陳鄂生編量子力學(xué)基礎(chǔ)教程山東大學(xué)出版社
    科目代碼：903科目名稱：普通物理
    考試范圍：
    考試內(nèi)容包括：力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、狹義相對論
    一、力學(xué)
    1.質(zhì)點運動學(xué)
    (1)掌握描述質(zhì)點運動的四個物理量——位置矢量、位移、速度、加速度，理解這些物理量之間的關(guān)系。能借助于直角坐標系計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度、加速度。能借助于極坐標計算質(zhì)點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。
    (2)理解質(zhì)點運動的瞬時性、矢量性和相對性。
    (3)理解運動方程和軌跡方程的物理意義。掌握運動學(xué)兩類問題的求解方法：由運動方程確定質(zhì)點的位置、速度和加速度；由質(zhì)點的速度或加速度及初始條件，求運動方程、軌跡方程。
    2.質(zhì)點動力學(xué)
    (1)掌握牛頓運動三定律及其適用范圍。能用微積分方法求解一維變力情況下質(zhì)點動力學(xué)問題。
    (2)掌握質(zhì)點的動量定理及質(zhì)點系的動量守恒定律。
    (3)掌握功的概念和變力做功的表達式，能計算直線運動情況下變力的功。掌握質(zhì)點的動能定理，理解保守力做功的特點及勢能概念。會計算重力、彈性力和萬有引力勢能。理解和掌握功能原理和機械能守恒定律，并能熟練運用。
    (4)理解質(zhì)點的角動量和角動量守恒定律。
    (5)掌握運用守恒定律分析力學(xué)問題的思路和方法，能求解簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運動的力學(xué)問題。
    3.剛體力學(xué)
    (1)理解描述剛體定軸轉(zhuǎn)動的角位移、角速度和角加速度的物理意義，并掌握角量與線量的關(guān)系。
    (2)理解力矩、力矩的功、轉(zhuǎn)動慣量、剛體的角動量和轉(zhuǎn)動動能等物理量。
    (3)掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定理和角動量守恒定律，會分析處理包括質(zhì)點和剛體、平動和轉(zhuǎn)動的簡單系統(tǒng)的力學(xué)問題。
    4.振動和波動
    (1)理解描述簡諧振動的特征量及其相互關(guān)系。能根據(jù)初始條件求解簡諧振動的運動方程，并了解其物理意義。掌握旋轉(zhuǎn)矢量法，會分析有關(guān)問題。
    (2)會建立彈簧振子或單擺簡諧振動的微分方程。
    (3)理解簡諧振動的能量特征。
    (4)理解兩個振動方向相同、同頻率簡諧振動的合成規(guī)律，以及合成振幅的極大和極小條件。
    (5)了解機械波產(chǎn)生的條件及傳播過程。
    (6)掌握平面簡諧波的波函數(shù)的建立方法，理解波函數(shù)的物理意義。
    (7)理解描述簡諧波的各物理量的物理意義及相互關(guān)系。
    (8)理解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。
    (9)了解惠更斯原理和波的疊加原理。掌握波的相干條件，會應(yīng)用相位差或波程差概念分析和確定相干波疊加后振幅加強和減弱的條件。
    (10)了解駐波及其形成，掌握駐波的振幅分布和相位特點。
    5.狹義相對論
    (1)了解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本原理。
    (2)理解和掌握狹義相對論中同時的相對性、長度收縮和時間膨脹等概念，了解牛頓力學(xué)絕對時空觀和狹義相對論時空觀之間的區(qū)別。
    (3)理解狹義相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系，質(zhì)量和能量的關(guān)系。會分析、計算有關(guān)簡單問題。
    二、電磁學(xué)
    1.真空中的靜電場
    (1)理解庫侖定律和電荷的量子化。
    (2)掌握電場強度的概念和電場的疊加原理。掌握根據(jù)電荷的分布、利用疊加原理求解電場強度的基本方法。理解電偶極子和電偶極矩的概念，能計算電偶極子在均勻電場中的力矩。
    (3)掌握靜電場的高斯定理。掌握利用高斯定理計算電場強度的條件和方法。
    (4)理解靜電場力做功的特點及靜電場的環(huán)路定理，掌握靜電場的環(huán)路定理。
    (5)根據(jù)電勢疊加原理會計算空間電勢的分布。
    (6)掌握電場強度和電勢的關(guān)系。能用電場強度和電勢梯度的關(guān)系求解簡單帶電系統(tǒng)的電場強度。
    2.靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)
    (1)理解處于靜電平衡條件下導(dǎo)體中的電場強度、電勢和電荷的分布。
    (2)理解孤立導(dǎo)體的電容和電容器的電容。會計算平板電容器、圓柱面電容器和球形電容器的電容。
    (3)理解靜電系統(tǒng)的靜電能和電場的能量，理解電場能量密度的表達式，掌握簡單電荷系統(tǒng)的電場能量的計算。
    (4)了解電介質(zhì)的極化機理，了解各向同性電介質(zhì)中電位移矢量和電場強度的關(guān)系。理解電介質(zhì)中的高斯定理，并會用它來計算電介質(zhì)中對稱電場的電場強度。
    3.穩(wěn)恒磁場
    (1)掌握磁感應(yīng)強度的概念。掌握畢奧-薩伐爾定律，能由電流的分布計算空間磁感應(yīng)強度的分布。
    (2)理解穩(wěn)恒磁場的高斯定理。
    (3)理解穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理，理解用安培環(huán)路定理計算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強度分布。
    (4)理解洛倫茲力的公式，能分析電荷在均勻電場和磁場中的受力和運動。
    (5)理解安培力的公式，會計算導(dǎo)線在磁場中的受力和運動。安培定律和洛侖茲力公式。
    (6)理解平面載流回路的磁矩的概念，能計算平面載流回路在均勻磁場中所受的磁力矩。
    (7)了解磁介質(zhì)的磁化機理及鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律和特性，了解各向同性磁介質(zhì)中磁感應(yīng)強度和磁場強度的關(guān)系和區(qū)別，了解磁介質(zhì)中的安培環(huán)路定理和高斯定理。
    4.電磁感應(yīng)
    (1)掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，會計算回路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，并判斷其方向。
    (2)理解動生電動勢和感生電動勢的本質(zhì)，了解渦旋電場的概念。
    (3)了解自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象及自感系數(shù)和互感系數(shù)。
    (4)理解磁場具有能量和磁能密度的概念，會計算均勻磁場和對稱磁場的能量。
    三、光學(xué)
    1.光的干涉
    (1)理解光的相干性、相干無條件及獲得相干光的方法，掌握光程、光程差、半波損失及光的干涉條件。
    (2)掌握楊氏雙縫干涉的分析方法，能確定干涉條紋在屏上的位置。
    (3)掌握薄膜干涉的分析方法，理解增透膜和增反膜。
    (4)能確定劈尖干涉條紋間距及膜的厚度差，了解牛頓環(huán)和邁克耳遜干涉儀的工作原理。
    2.光的衍射
    (1)了解惠更斯—菲涅耳原理及處理單縫的夫瑯和費衍射的半波帶法。理解單縫衍射公式，會分析、確定單縫衍射條紋的位置及縫寬和波長對衍射條紋分布的影響，了解圓孔衍射和光學(xué)儀器的分辯本領(lǐng)。
    (2)理解光柵衍射方程，會確定光衍射各級明紋的位置，會分析斜入射的情況及光柵衍射的缺級現(xiàn)象。
    (3)了解瑞利判據(jù)及光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)。
    3.光的偏振
    (1)理解自然光、偏振光和部分偏振光。理解線偏振光的獲得方法和檢驗方法。
    (2)掌握布儒斯特定律和馬呂斯定律，了解光的雙折射現(xiàn)象。
    參考書目：
    程守洙、江之永主編，胡盤新等修訂，《普通物理學(xué)》第七版，北京：高等教育出版社，2016

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