天津大學(xué)《工程光學(xué)》學(xué)習(xí)指南

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1、第一章幾何光學(xué)的基本定律和成像概念 一.教學(xué)要求 通過本章4課時的授課，應(yīng)使學(xué)生掌握幾何光學(xué)的基本定律（光的直線傳播定律、獨(dú)立 傳播定律、反射定律和折射定律），光的全反射性質(zhì)，費(fèi)馬原理、馬呂斯定律以及二者與幾何 光學(xué)基本定律之間的關(guān)系；明確完善成像概念和相關(guān)表述；會熟練應(yīng)用符號規(guī)則進(jìn)行單個折 射球面的光線光路計(jì)算，掌握單個折射球面和反射球面的成像公式，包括物像位置、垂軸放 大率p、軸向放大率a、角放大率Y、拉赫不變量等公式及其各量的物理意義，并推廣到共軸 球面系統(tǒng)的成像計(jì)算。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 幾何光學(xué)的基本定律 光是一種電磁波，它在介質(zhì)中的傳播規(guī)律可概括為以下四個基本定律：直線傳

2、播定律， 獨(dú)立傳播定律、反射定律和折射定律。4個定律的內(nèi)容、實(shí)例和適用條件。折射率的概念。 費(fèi)馬原理和馬呂斯定律從另外的角度描述了光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律，它們與幾何光學(xué)的 四個基本定律是完全等價的，可以相互推導(dǎo)證明。 2. 成像的基本概念與完善成像條件 光學(xué)系統(tǒng)的作用之一是對物體成像。若一個物點(diǎn)對應(yīng)的一束同心光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后仍 為同心光束，該光束的中心即為該物點(diǎn)的完善像點(diǎn)。物體上每個點(diǎn)經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后所成完善像 點(diǎn)的集合就是該物體經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后的完善像。物所在的空間稱為物空間，像所在的空間稱為 像空間，物像空間的范圍均為（-8，+ 8 ）。物像有虛實(shí)之分，由實(shí)際光線相交所形成的物 或像為實(shí)，由

3、光線的延長線相交所形成的物或像為虛。 【其中物像空間和物像虛實(shí)的判斷是 難點(diǎn)】 光學(xué)系統(tǒng)成完善像應(yīng)滿足以下三個條件之一：1）入射波面是球面波時，出射波面也是球 面波。2）入射是同心光束時，出射光也是同心光束。 3）物點(diǎn)及其像點(diǎn)之間任意兩條光路的 光程相等。 3. 幾何光學(xué)中的符號規(guī)則和單個折射球面的光線光路計(jì)算 為保持幾何光學(xué)公式的一致性和討論問題的方便，特確定了如下的符號規(guī)則： 1）光線的 傳播方向由左向右。沿軸線段以折射面頂點(diǎn)為原點(diǎn)度量，若與光線的傳播方向相同，其值為 正，反之為負(fù)；2）垂軸線段以光軸為基準(zhǔn)，在光軸以上為正，光軸以下為負(fù)； 3 ）光線與光 軸的夾角用由光軸轉(zhuǎn)向

4、光線形成的銳角度量，順時針為正，逆時針為負(fù)； 4）光線與法線的夾 角用由光線轉(zhuǎn)向法線形成的銳角度量，順時針為正，逆時針為負(fù)； 5）光軸與法線的夾角用由 光軸轉(zhuǎn)向法線形成的銳角度量，順時針為正，逆時針為負(fù)； 6）折射面間隔從前一面的頂點(diǎn)到 后一面的頂點(diǎn)，與光線的傳播方向相同，其值為正，反之為負(fù)。符號規(guī)則是人為規(guī)定的，所 有公式都在此規(guī)則基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來，因此解題時必須嚴(yán)格遵守。如遇到光線由右向左傳播的 情況，一定要做適當(dāng)?shù)淖兺ê?，才可使用公式?【其中靈活應(yīng)用符號規(guī)則是難點(diǎn)，有相關(guān)例 題支撐】 單個折射球面光線光路計(jì)算公式的推導(dǎo)、球差產(chǎn)生的原因。 近軸光線光路計(jì)算公式及其拓展公式。理解

5、近軸成像的特點(diǎn)。 4. 單個折射（反射）球面的成像 為討論單個折射（反射）球面成像的大小、倒正和虛實(shí)，引入垂軸放大率、軸向放大率 和角放大率的概念。3種放大率的定義、計(jì)算公式和物理意義?！酒渲懈鶕?jù)放大率值分析成像 性質(zhì)、判斷成像條件改變時放大率的變化是難點(diǎn)】 5. 共軸球面系統(tǒng)的成像 由k個折射球面構(gòu)成的共軸光學(xué)系統(tǒng)相鄰各面間折射率、孔徑角、物像關(guān)系、物像距及 拉赫不變量之間存在過渡關(guān)系公式。系統(tǒng)的成像放大率為各面放大率的乘積。 第二章理想光學(xué)系統(tǒng) 一. 教學(xué)要求 通過本章6課時的授課和2課時實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握理想光學(xué)系統(tǒng)的概念、成像性質(zhì)、 基點(diǎn)基面及其系統(tǒng)的表示；會用圖解法和解

6、析法求像，重點(diǎn)掌握高斯公式和牛頓公式及其理 想光學(xué)系統(tǒng)的放大率公式；會靈活運(yùn)用理想光學(xué)系統(tǒng)的組合公式求組合系統(tǒng)的焦距、基點(diǎn)和 基面；掌握兩種典型的光組組合及其性質(zhì)；會求透鏡的焦距、基點(diǎn)和基面位置，并了解透鏡 的分類和性質(zhì)。 二. 重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 理想光學(xué)系統(tǒng)及其表征 所謂理想光學(xué)系統(tǒng)，就是能對任意大的空間，以任意寬的光束都能夠成完善像的光學(xué)系 統(tǒng)。表征理想光學(xué)系統(tǒng)的基本參數(shù)是基點(diǎn)和基面，即焦點(diǎn)、焦平面、主點(diǎn)、主平面、節(jié)點(diǎn)和 節(jié)平面。 對理想光學(xué)系統(tǒng)而言，基點(diǎn)和基面的位置確定以后，系統(tǒng)的成像性質(zhì)也就確定了。通常 可用一對主平面和一對焦點(diǎn)來表示一個理想光學(xué)系統(tǒng)。 2. 圖解法求像 利用

7、理想光學(xué)系統(tǒng)基點(diǎn)和基面的性質(zhì)，可通過作圖法求物體在確定系統(tǒng)中的像。圖解法 求像時常用的光學(xué)性質(zhì)有：1）無限遠(yuǎn)軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線一定通過像方焦點(diǎn)。 2 ）無限遠(yuǎn)軸 外物點(diǎn)發(fā)出的光線一定通過像方焦面上一點(diǎn)。3）物方焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后平行于光 軸。4）物方焦面上一點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后相互平行。 5）物方主平面上光線的入射高 度與其共軛光線在像方主平面上的出射高度相等。6）經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的任何一對共軛光線互相平行。 【其中虛物成像是難點(diǎn)】 3. 理想光學(xué)系統(tǒng)的物像位置公式 當(dāng)理想光學(xué)系統(tǒng)確定后，已知物體的位置（l或x）就可以求出像的位置（l'或尤'）。常 用物像位置公式有兩種，一是以焦

8、點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的牛頓公式；二是以主點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的高斯 公式。兩者在解題中的作用是等價的。 牛頓公式和高斯公式。 4. 理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率 物體經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)成像的大小、正倒和虛實(shí)，可用光學(xué)系統(tǒng)的放大率表示。光學(xué)系統(tǒng) 三種放大率（垂軸放大率&、軸向放大率a和角放大率Y ）的定義、計(jì)算公式和物理意義。 【其中根據(jù)放大率值分析成像性質(zhì)、判斷成像條件改變時放大率的變化是難點(diǎn)】 5. 理想光學(xué)系統(tǒng)的組合 兩個理想光學(xué)的直接組合公式及比較適合 2個以上多光組組合的正切計(jì)算公式。 6. 兩種典型的光組組合及其性質(zhì) 遠(yuǎn)攝型光組和反遠(yuǎn)距型光組的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和典型應(yīng)用。 7. 透鏡 透鏡可按

9、照對光線所起的作用分為會聚透鏡（正透鏡）或發(fā)散透鏡（負(fù)透鏡） ，也可按照 形狀不同分為凸透鏡和凹透鏡兩類。凸透鏡不一定都是正透鏡，凹透鏡也不一定都是負(fù)透鏡， 透鏡的正負(fù)不僅與形狀有關(guān)，還與透鏡的厚度有關(guān)。 在空氣介質(zhì)中單個透鏡的焦距公式、光焦度公式。 第三章平面和平面系統(tǒng) 一. 教學(xué)要求 通過本章4課時的授課，應(yīng)使學(xué)生掌握平面系統(tǒng)的基本作用和種類，掌握平面反射鏡、 平行平板、反射棱鏡和折射棱鏡等典型平面系統(tǒng)的性質(zhì)和作用。了解有關(guān)光學(xué)材料的基本知 識。 二. 重點(diǎn)難點(diǎn) 平面光學(xué)元件包括平面反射鏡、平行平板、反射棱鏡和折射棱鏡等，其作用是改變光路 方向、使倒像轉(zhuǎn)換為正像或產(chǎn)生用于光譜

10、分析的色散現(xiàn)象。 1. 平面反射鏡 （1） 平面鏡的性質(zhì) 平面反射鏡是唯一能夠完善成像的光學(xué)元件。 若在光學(xué)系統(tǒng)中加入奇數(shù)個平面鏡，則最終像和物成“鏡像”；若在光學(xué)系統(tǒng)中加入偶數(shù) 個平面鏡，則最終像與物完全一致。它們與共軸球面系統(tǒng)組合后，可改變光路方向，但不會 改變像的大小和形狀，也不影響像的清晰度。 平面鏡還有一個重要的性質(zhì)，即當(dāng)入射光線方向不變，而平面鏡轉(zhuǎn)動 a角時，反射光線 轉(zhuǎn)動2a角。 （2） 平面鏡的應(yīng)用 利用平面鏡轉(zhuǎn)動性質(zhì)，可以測量微小角度和位移，其原理亦稱光學(xué) 杠桿原理。 2. 平行平板 平行平板是由兩個相互平行的折射平面所構(gòu)成的光學(xué)元件，如分劃板、微調(diào)平板等。平

11、 行平板成像具有以下性質(zhì)： 1） 光線經(jīng)平行平板折射后方向不變，出射光線與入射光線互相平行。 2） 平行平板不使物體放大或縮小。 3） 光線經(jīng)平行平板折射后雖然方向不變，但產(chǎn)生了側(cè)向位移和軸向位移 平行平板在近軸區(qū)以細(xì)光束成像時，成像是完善的。 3. 反射棱鏡 在光學(xué)系統(tǒng)中反射棱鏡主要用于轉(zhuǎn)折光路、轉(zhuǎn)像、倒像和掃描等。 （1）反射棱鏡可分為四類：簡單棱鏡、屋脊棱鏡、立方角錐棱鏡和復(fù)合棱鏡。各自具有 其特點(diǎn)和典型應(yīng)用。 （2） 反射棱鏡成像的判斷原則 注意：基本原則只在同一光軸面內(nèi)適用，對于光軸不在同一平面內(nèi)的復(fù)合棱鏡，要分別 考慮各光軸面內(nèi)的成像情況。由于整個光學(xué)系統(tǒng)的成像

12、是由透鏡成像特性和棱鏡轉(zhuǎn)像特性共 同決定的，因此還必須考慮系統(tǒng)中透鏡對成像的影響。一般情況是，物鏡成倒像，目鏡成正 像。 （3） 反射棱鏡的等效作用與展開 在光學(xué)系統(tǒng)中反射棱鏡的作用相當(dāng)于平面反射鏡和附加平行平板玻璃的組合。棱鏡展開 的具體方法是：在棱鏡主截面內(nèi)，按照反射面的順序，以反射面與主截面的交線為軸，依次 使主截面翻轉(zhuǎn)180，便可得到棱鏡的等效平行平板。 4. 折射棱鏡和光楔 折射棱鏡在光學(xué)系統(tǒng)中的作用一是用于偏折光束的方向，二是用以產(chǎn)生色散。 入射光線經(jīng)棱鏡后的出射光線之間的偏向角公式、最小偏向角公式及其應(yīng)用。 光楔的定義、公式及其在小角度和微位移測量中的應(yīng)用。 5.

13、光學(xué)材料 光學(xué)材料可以分透射和反射兩大類。透射材料對工作波段應(yīng)有良好的透過率，反射材料 對工作波段應(yīng)有很高的反射率。 透射材料包括光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體和光學(xué)塑料三類，其光學(xué)特性主要由它們對各種波長 的透過率和折射率決定。表征透射材料性質(zhì)的光學(xué)常數(shù)為：平均折射率 nD、阿貝常數(shù)、部分 色散、相對色散等。 反射不存在色散，因此反射材料的光學(xué)特性由反射率決定。各種材料的反射率不同，同 種材料的反射率隨入射波長不同而變化。 第四章光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制 一.教學(xué)要求 通過本章4課時的授課，應(yīng)使學(xué)生掌握孔徑光闌、入射光瞳（入瞳）、出射光瞳（出瞳）、 視場光闌、入射窗（入窗）、出射窗（出窗）、

14、孔徑角、視場角、漸暈和漸暈系數(shù)等基本概念， 明確孔徑光闌、視場光闌和漸暈光闌的作用和關(guān)系；掌握照相系統(tǒng)、望遠(yuǎn)系統(tǒng)和顯微系統(tǒng)中 光束限制情況；明確物方遠(yuǎn)心光路和場鏡的定義和作用；明確光學(xué)系統(tǒng)景深的概念、公式和 影響因素。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 孔徑光闌、入瞳、出瞳和孔徑角 孔徑光闌是限制軸上物點(diǎn)成像光束立體角（孔徑角）大小，或者說限制軸上物點(diǎn)成像光 束寬度、并有選擇軸外物點(diǎn)成像光束位置作用的光闌。 孔徑光闌經(jīng)它前面的光組在物空間所成的像，被稱為入瞳。孔徑光闌經(jīng)它后面的光組在 像空間所成的像，被稱為出瞳。 物方孔徑角是軸上物點(diǎn)對入瞳邊緣的連線與光軸的夾角，像方孔徑角是軸上像點(diǎn)對出瞳 邊

15、緣的連線與光軸的夾角，當(dāng)物（像）位于無限遠(yuǎn)時，物（像）方孔徑角為 0。 2. 視場光闌、入窗、出窗和視場角 視場光闌是限定物平面上或物空間中成像范圍的光闌。 視場光闌經(jīng)它前面的光組在物空間所成的像稱為入窗。視場光闌經(jīng)它后面的光組在像空 間所成的像稱為出窗。 光學(xué)系統(tǒng)的視場根據(jù)物所在的位置通常有兩種表示方法：視場角表示或線視場表示。 物方視場角是入瞳中心對入射窗邊緣的張角，像方視場角是出瞳中心對出射窗邊緣的張 角。由物（像）方視場角確定的物（像）面邊緣點(diǎn)的漸暈系數(shù)剛好為 50%。 3. 漸暈、漸暈系數(shù)和漸暈光闌 軸外點(diǎn)發(fā)出的充滿入瞳的光束被光學(xué)系統(tǒng)中的其他光孔或框所遮攔，造成軸外

16、點(diǎn)實(shí)際成 像光束的寬度比軸上點(diǎn)窄，像面邊緣比中心暗的現(xiàn)象被稱為漸暈。 漸暈的程度用漸暈系數(shù)度量。軸外點(diǎn)成像光束與軸上點(diǎn)成像光束在光瞳面上的線度之比， 稱為漸暈系數(shù)。漸暈系數(shù)的范圍在 0與1之間。在光學(xué)系統(tǒng)中起漸暈作用的光闌即為漸暈光 闌。【漸暈的概念是本章難點(diǎn)】 4. 光學(xué)系統(tǒng)中光闌性質(zhì)的判別 任何一個光學(xué)系統(tǒng)至少有一個孔徑光闌和一個視場光闌，但可能有多個漸暈光闌，系統(tǒng) 中光闌的判別步驟如下：1）確定判別空間并在該空間內(nèi)求像；2）判定孔徑光闌；3）判定視 場光闌；4）最后判定漸暈光闌。 光學(xué)系統(tǒng)中，光闌的性質(zhì)有可能隨著物距（或像距）的改變而變化，所以考慮光闌的性 質(zhì)時一定要結(jié)合具體

17、的光學(xué)系統(tǒng)和應(yīng)用條件?！眷`活判斷光闌的性質(zhì)是難點(diǎn)】 5. 照相系統(tǒng)中的光束限制 照相系統(tǒng)主要由照相物鏡、可變光闌和感光底片三部分組成。照相物鏡將景物成像在感 光底片上，可變光闌起到調(diào)節(jié)光能量以適應(yīng)外界不同照明條件的作用。 照相系統(tǒng)中，可變光闌即為系統(tǒng)的孔徑光闌，底片框?yàn)橐晥龉怅@。 6. 望遠(yuǎn)系統(tǒng)中的光束限制 望遠(yuǎn)系統(tǒng)有開普勒望遠(yuǎn)鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡兩種型式。 開普勒望遠(yuǎn)鏡是由兩個正透鏡組組成的無焦系統(tǒng)，且物鏡焦距大于目鏡焦距。對無限遠(yuǎn) 物體成倒立的像，機(jī)械筒長為兩焦距之和。物鏡框是系統(tǒng)的孔徑光闌，置于一次實(shí)像面處的 分劃板是視場光闌，目鏡往往是漸暈光闌。 伽利略望遠(yuǎn)鏡是由1個正透鏡和

18、1個負(fù)透鏡組成的無焦系統(tǒng)，無一次實(shí)像面，對無限遠(yuǎn) 物體成正立的像，機(jī)械筒長為兩焦距之差，機(jī)械尺寸較小。伽利略望遠(yuǎn)鏡一般以人眼作為孔 徑光闌，物鏡框?yàn)橐晥龉怅@。由于系統(tǒng)的視場光闌不與物面（或像面）重合，因此對大視場 一般存在漸暈。 7. 顯微系統(tǒng)中的光束限制和物方遠(yuǎn)心光路 顯微系統(tǒng)由兩個正透鏡組組成，其光學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： 1）物鏡和目鏡焦距都較?。? ）光 學(xué)間隔很大。顯微系統(tǒng)按照使用條件的不同有如下兩種光束限制情況： 1）生物顯微鏡或稱 一般顯微鏡；2）測量顯微鏡。解題時應(yīng)首先給予區(qū)分?！靖鶕?jù)類型確定光闌性質(zhì)是難點(diǎn)】 生物顯微鏡的物鏡框是系統(tǒng)的孔徑光闌，置于一次實(shí)像面處的分劃板是視場光闌，

19、目鏡 往往是漸暈光闌。測量顯微鏡的孔徑光闌位于物鏡的像方焦平面上，設(shè)在一次實(shí)像面處的分 劃板是視場光闌，物鏡和目鏡往往是漸暈光闌。 當(dāng)孔徑光闌位于物鏡的像方焦面上時，系統(tǒng)的入瞳位于物方無限遠(yuǎn)處，此時構(gòu)成物方遠(yuǎn) 心光路。測量顯微鏡采用物方遠(yuǎn)心光路可避免由于調(diào)焦不準(zhǔn)造成的測量誤差。 8. 場鏡及其在光學(xué)系統(tǒng)中的作用 光學(xué)系統(tǒng)中置于實(shí)像或?qū)嵪衩娓浇耐哥R被稱為場鏡，它能夠壓縮入射光線在后續(xù)光組 上的透射高度，從而減小后續(xù)光組的通光口徑。場鏡對成像不起作用，但對光瞳有影響，需 要滿足新的光瞳銜接要求。 9. 空間物成像和景深 許多光學(xué)系統(tǒng)能夠把空間中的物成像在一個像平面上，稱為空間物成像。景

20、深的定義、 公式及其影響因素。 第五章 光線的光路計(jì)算及像差理論 一.教學(xué)要求 通過本章4課時的授課，應(yīng)使學(xué)生掌握像差的定義、分類和消像差原則；了解用于計(jì)算 像差的光線光路計(jì)算公式；了解單個折射球面的不暈點(diǎn)及其性質(zhì)；全面了解各種像差的定義、 影響因素、性質(zhì)、危害和消除方法；了解像差的級數(shù)表達(dá)式以及各種初級像差的分布式和分 布系數(shù)；掌握顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、照相物鏡的像差校正原則。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 像差的基本概念 (1) 像差與像差分類 光學(xué)系統(tǒng)成像時，實(shí)際像與理想像之間的差異稱為像差。這是由于實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)成像均 具有一定的孔徑和視場，而且多數(shù)都是對白光或復(fù)色光成像而造成

21、的。 基于幾何光學(xué)理論，像差可以分為單色像差和色差兩類，單色像差根據(jù)性質(zhì)不同，又可 分為球差、慧差(正弦差)、像散、場曲和畸變5種；不同色光的成像差異稱為色差，它包括 位置色差和倍率色差2種。 基于波動光學(xué)理論，實(shí)際波面和理想波面之間的差異稱為波像差。 (2) 消像差原則 光學(xué)設(shè)計(jì)中總是根據(jù)系統(tǒng)的作用和接收器的特性把影響像質(zhì)的主要像差校正到某一公差 范圍內(nèi)；對光能接收器的最靈敏譜線校正單色像差，對接收器所能接收到的波段范圍兩邊緣 校正色差。 2. 光線光路計(jì)算 為求出光學(xué)系統(tǒng)的成像位置和大小以及各種像差，需要對子午面內(nèi)(近軸和實(shí)際)光線、 軸外點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束和子午面外的空間光線

22、進(jìn)行光路計(jì)算，求出對應(yīng)像差。 3. 單個折射球面的不暈點(diǎn) 單個折射球面成像時，校正了球差，并滿足正弦條件的共軛點(diǎn)，稱為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn)。 根據(jù)球差的分布系數(shù)公式和成像關(guān)系可推導(dǎo)出三對齊明點(diǎn)的位置及其性質(zhì)。常利用它們的特 性來制作齊明透鏡，以增大物鏡的孔徑角，用于顯微物鏡或照明系統(tǒng)中。 4. 幾何像差的定義、影響因素、性質(zhì)、危害和消除方法 【全面掌握并靈活分析是本章難點(diǎn)】 5. 顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、照相物鏡的像差校正 顯微物鏡和望遠(yuǎn)物鏡均屬于大孔徑小視場的光學(xué)系統(tǒng)， 因此只需校正與孔徑有關(guān)的像差， 包括球差、正弦差和位置色差三種；照相物鏡屬于大孔徑大視場的光學(xué)系統(tǒng)，因此需要校正

23、所有7種幾何像差。 第六章典型光學(xué)系統(tǒng)及像質(zhì)評價方法 一. 教學(xué)要求 通過本章4課時的授課和4學(xué)時的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握人眼的成像特性及各種典型光學(xué) 系統(tǒng)(放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)系統(tǒng)和攝影系統(tǒng))的光學(xué)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、光束限制和成像特 性，明確視覺放大率、數(shù)值孔徑、視度調(diào)節(jié)、分辨率等基本概念，掌握相關(guān)公式。 二. 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 .人眼的光學(xué)特性 (1) 人眼光學(xué)系統(tǒng) 人眼本身相當(dāng)于攝影光學(xué)系統(tǒng)。物體經(jīng)成像元成像在視網(wǎng)膜上，神 經(jīng)受到刺激而產(chǎn)生視覺。人眼可通過肌肉調(diào)節(jié)改變等效光學(xué)系統(tǒng)的焦距，可通過調(diào)節(jié)瞳孔大 小適應(yīng)外界光照度。 (2) 人眼的調(diào)節(jié)眼睛對任意距離的物體自動調(diào)焦的過程稱為眼

24、睛的調(diào)節(jié)。 其調(diào)節(jié)能力 A用遠(yuǎn)點(diǎn)距離l和近點(diǎn)距離l的倒數(shù)之差來度量，即1/1 -11 = R - P = A。 r p r p (3) 正常眼和反常眼 眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)在無限遠(yuǎn)，或眼睛光學(xué)系統(tǒng)的后焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜上，稱 為正常眼，反之稱為反常眼。反常眼的分類、定義和校正。 (4) 眼睛的分辨率眼睛能夠分辨最靠近的兩個相鄰點(diǎn)的能力稱為眼睛的分辨能力， 或 視覺敏銳度。 (5) 眼睛的對準(zhǔn) 是指垂直于視軸方向上的置中或重合能力。對準(zhǔn)后，偏離置中或重合 的線距離或角距離稱為對準(zhǔn)誤差。對準(zhǔn)誤差隨對準(zhǔn)形式而變化。 (6) 眼睛的景深 定義、公式以及與一般光學(xué)系統(tǒng)景深公式的區(qū)別和聯(lián)系。 (7 )立體視

25、覺 雙眼立體視覺機(jī)理、產(chǎn)生誤差原因。相關(guān)概念：體視銳度、立體視覺半 徑、雙目立體視覺誤差等。 2. 放大鏡 放大鏡是能將放在焦點(diǎn)上或焦點(diǎn)附近的物體成放大虛像的目視透鏡或透鏡系統(tǒng)。放大鏡 視覺放大率定義、公式和適用條件。放大鏡系統(tǒng)的光束限制及其視場的計(jì)算。 3 .顯微鏡系統(tǒng) (1) 顯微系統(tǒng)的組成和工作原理 顯微系統(tǒng)是用來觀察近距離微小物體的光學(xué)系統(tǒng)， 它 由物鏡和目鏡組成，其特點(diǎn)是：物鏡和目鏡的焦距都很短，且光學(xué)間隔 △(物鏡的像方焦點(diǎn) 到目鏡的物方焦點(diǎn)間的距離)較大。使用時，將物體置于物鏡一倍焦距以外靠近焦點(diǎn)的位置 上，經(jīng)物鏡后成一個放大的、倒立的實(shí)像，且位于目鏡的物方焦面上或一

26、倍焦距以內(nèi)，經(jīng)目 鏡成像在無限遠(yuǎn)或明視距離處，供人眼觀察。顯微鏡可分為生物顯微鏡(或一般顯微鏡)和 測量顯微鏡兩種，其光束限制情況不同。【其中根據(jù)系統(tǒng)類型畫出光路圖，分析光束限制情 況、計(jì)算漸暈條件下的通光口徑是難點(diǎn)】 (2) 顯微鏡的視覺放大率 定義、公式及其影響因素。 (3) 顯微鏡的線視場 定義、公式及其影響因素。 (4) 顯微鏡的分辨率和有效放大率 顯微鏡的分辨率主要取決于顯微物鏡的數(shù)值孔徑 NA ( NA = nsinu )，與目鏡無關(guān)。為了 充分利用物鏡的分辨率，使已被物鏡分辨開的細(xì)節(jié)也能被人眼分辨，顯微鏡要有足夠大的視 覺放大率r。滿足式500NA

27、 (5) 顯微鏡的景深 人眼通過顯微鏡調(diào)焦在對準(zhǔn)平面上時，能夠獲得清晰像的物空間深 度稱為顯微鏡的景深。顯微鏡的數(shù)值孔徑越大，要求的放大倍率越高，其景深越小。景深的 大小決定了使用顯微鏡縱向調(diào)焦時的調(diào)焦誤差。 (6) 顯微鏡的照明 顯微鏡有4種照明方式。對于透明生物標(biāo)本所采用的透射光亮視場 照明還有兩種照明方法，即臨界照明和柯勒照明。兩光路在組成、工作原理、光瞳銜接、照 明效果等方面都存在各自的特點(diǎn)?！酒渲信R界照明和柯勒照明的光瞳銜接關(guān)系是難點(diǎn)】 (7) 顯微鏡物鏡 顯微物鏡的主要參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和像差校正。 4. 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) (1)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的組成和工作原理 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)是用來觀測遠(yuǎn)距

28、離物體的光學(xué)系統(tǒng)。 它 由物鏡和目鏡組成，其特點(diǎn)是：物鏡的焦距大于目鏡的焦距，且光學(xué)間隔 A = 0。從無限遠(yuǎn)物 體發(fā)出的平行光線經(jīng)望遠(yuǎn)物鏡后，在物鏡的像方焦平面上成一個實(shí)像，它正好位于目鏡的物 方焦面上（或1倍焦距內(nèi)），經(jīng)目鏡成像在無限遠(yuǎn)處（或明視距離處），供人眼觀察。該系統(tǒng) 中，物鏡框是孔徑光闌，設(shè)在一次實(shí)像面處的分劃板是視場光闌，目鏡往往是漸暈光闌，其 大小影響軸外點(diǎn)成像的漸暈系數(shù)?！酒渲挟嫵鱿到y(tǒng)光路圖，分析光束限制情況、計(jì)算漸暈條 件下的通光口徑是難點(diǎn)】 （2） 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視覺放大率 定義、公式及其影響因素。 （3） 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的分辨率和工作放大率 定義、公式和相互關(guān)系。 （4

29、） 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視場 用視場角即物體的邊緣對入瞳中心的張角 2o來表示望遠(yuǎn)系統(tǒng)的 視場。視場計(jì)算公式及常規(guī)數(shù)值范圍。 （5） 其他型式的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 伽利略望遠(yuǎn)鏡由正光焦度的物鏡和負(fù)光焦度的目鏡構(gòu)成無 焦系統(tǒng)，其視覺放大率大于 1，形成正立的像，但無法安裝分劃板，應(yīng)用較少。伽利略望遠(yuǎn) 鏡一般以人眼的瞳孔作為孔徑光闌（出瞳），物鏡框作為視場光闌（入窗）。由于它的視場光 闌不與物像面重合，對大視場一般存在漸暈現(xiàn)象。 5. 目鏡 目鏡的作用類似于放大鏡，它把物鏡所成的像放大在人眼遠(yuǎn)點(diǎn)或明視距離供人眼觀察。 其光學(xué)參數(shù)（4個）及相關(guān)公式。視度調(diào)節(jié)的原理和公式。 6. 攝影（照相）系統(tǒng) （1）

30、系統(tǒng)組成與成像原理 攝影系統(tǒng)主要由照相鏡頭、可變光闌和感光底片三部分組成。 攝影物鏡將位于無限遠(yuǎn)或準(zhǔn)無限遠(yuǎn)的景物成像在感光底片上，可變光闌起到調(diào)節(jié)光能量以適 應(yīng)外界不同照明條件的作用。 （2） 攝影物鏡的參數(shù)和光學(xué)特性 攝影物鏡的光學(xué)成像特性主要由三個參數(shù)決定，即焦 距廣、相對孔徑Df'和視場角2o，其對系統(tǒng)的影響、相關(guān)公式和性質(zhì)。 （3） 攝影物鏡的景深 定義、公式和影響因素。 （4） 攝影物鏡的種類 可分為普通攝影物鏡、大孔徑攝影物鏡、廣角攝影物鏡、遠(yuǎn)攝物 鏡和變焦距物鏡五種。 7. 投影系統(tǒng) 投影系統(tǒng)是將物體進(jìn)行放大成像并投影在屏幕上的光學(xué)儀器，如：幻燈機(jī)、電影放映機(jī)、 測量

31、投影儀等。投影系統(tǒng)要求有足夠的照明亮度，用于測量的儀器還需無畸變。 投影系統(tǒng)的光學(xué)參數(shù)有4個：放大率、視場、焦距和相對孔徑。其相關(guān)公式。 為了在投影屏上獲得均勻而足夠的照度，必須應(yīng)用大孔徑角的照明系統(tǒng)和適當(dāng)?shù)墓庠础? 照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的銜接要求是：①照明系統(tǒng)的拉赫不變量要大于投影系統(tǒng)的拉赫不變量; ②保證兩個系統(tǒng)的光瞳銜接和成像關(guān)系。 第七章光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評價 一.教學(xué)要求 通過本章2課時的授課，應(yīng)使學(xué)生掌握5種光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)評價方法，了解其特點(diǎn)和適用 性；在此基礎(chǔ)上了解其他像質(zhì)評價方法和光學(xué)系統(tǒng)的像差公差要求。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)評價 評價光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)的方法

32、主要有瑞利（Reyleigh ）判斷法、中心點(diǎn)亮度法、分辨率法、點(diǎn) 列圖法和光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF）法5種。瑞利判斷便于實(shí)際應(yīng)用，但它有不夠嚴(yán)密之處，只 適用于小像差光學(xué)系統(tǒng)；中心點(diǎn)亮度法概念明確，但計(jì)算復(fù)雜，它也只適用于小像差光學(xué)系 統(tǒng)；分辨率法十分便于使用，但由于受到照明條件、觀察者等各種因素的影響，結(jié)果不夠客 觀，而且它只適用于大像差系統(tǒng)；點(diǎn)列圖法需要進(jìn)行大量的光線光路計(jì)算；光學(xué)傳遞函數(shù)法 是最客觀、最全面的像質(zhì)評價方法，既反映了衍射對系統(tǒng)的影響也反映了像差對系統(tǒng)的影響， 既適用于大像差光學(xué)系統(tǒng)的評價也適用于小像差光學(xué)系統(tǒng)的評價。 2. 其他性質(zhì)評價方法基于幾何光學(xué)方法、基于衍射理論方

33、法等 3. 光學(xué)系統(tǒng)的像差公差 第八章光的電磁理論基礎(chǔ) 一.教學(xué)要求 通過本章4課時的授課，應(yīng)使學(xué)生明確麥克斯韋方程組、物質(zhì)方程和波動方程的表達(dá)式 及物理意義，掌握波動方程各種電磁波解（其中包括平面波解、簡諧波解、球面波和柱面波 解）的表達(dá)式、物理意義及公式中各參數(shù)的意義和關(guān)系，掌握平面電磁波的性質(zhì)，了解電磁 場的連續(xù)條件和菲涅爾公式，了解吸收、色散和散射的定義及相關(guān)公式，掌握 4種不同條件 下光波疊加后形成的物理現(xiàn)象、合成波表達(dá)式及其性質(zhì)。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 麥克斯韋方程組、物質(zhì)方程和波動方程 麥克斯韋方程組是麥克斯韋在靜電場和穩(wěn)恒磁場基本規(guī)律基礎(chǔ)上，考慮電場與磁場的變

34、化，利用法拉第定律和位移電流的概念對其進(jìn)行補(bǔ)充和修正后得出的。它揭示了電場和磁場 間相互激勵的性質(zhì)。描寫物質(zhì)在場的作用下特性的關(guān)系式稱為物質(zhì)方程。 根據(jù)麥克斯韋方程組，結(jié)合物質(zhì)方程，利用場論公式可推出無限大各向同性均勻介質(zhì)中 r r 遠(yuǎn)離輻射源電磁場的波動方程，表明 E.B隨時間和空間的變化規(guī)律符合波動規(guī)律。 電磁場在介質(zhì)中的傳播速度為：v = 1項(xiàng)；在真空中的傳播速度為一常數(shù)： c = 3x108m/s，介質(zhì)的折射率：n = Cv > 1。 2. 平面電磁波及其性質(zhì) 平面電磁波的通解與行波的表示形式相同，表示點(diǎn)源的振動經(jīng)過一定時間延遲才傳播到 場點(diǎn)，電磁場是逐點(diǎn)傳播的。 平面

35、簡諧波是最簡單也是最重要的波動形式，可用三角形式和復(fù)數(shù)形式表示。光波參數(shù) 之間的關(guān)系、介質(zhì)中光波參數(shù)與其在真空中對應(yīng)的光波參數(shù)之間關(guān)系等。 平面電磁波的性質(zhì)及其物理意義。 3. 球面波和柱面波 球面波和柱面波解的形式也可以由波動方程求解得到的，這兩種波的定義、數(shù)學(xué)表達(dá)式 和主要性質(zhì)。 4. 電磁場的邊界條件及菲涅爾公式 根據(jù)麥克斯韋方程組和電磁場連續(xù)條件，可以推導(dǎo)出表示入射波、反射波與折射波振幅 和位相關(guān)系的菲涅爾公式。公式推導(dǎo)及其物理意義。 5. 光的吸收、色散和散射 光的吸收、色散和散射是光波在物質(zhì)中傳播時所發(fā)生的普遍現(xiàn)象，是光與物質(zhì)相互作用 的表現(xiàn)。 物質(zhì)對光的一般吸收規(guī)

36、律（朗伯（Lambert ）定律、比爾（Beer ）定律）表達(dá)式、物理意 義和適用條件。 色散是光在物質(zhì)中傳播時其折射率（傳播速度）隨光波頻率（波長）而變的現(xiàn)象?？煞?為正常色散和反常色散?？挛鳎–auchy）公式。 按照介質(zhì)的不均勻性分類的各種散射及其基本特征。 6. 光波的疊加 光波的疊加原理：當(dāng)光波在空間某區(qū)域相遇時，在相遇點(diǎn)產(chǎn)生的合振動是各個波單獨(dú)在 該點(diǎn)產(chǎn)生振動的矢量和。四種不同條件下光波疊加后形成的物理現(xiàn)象、合成波表達(dá)式及其性 質(zhì)。 第九章 光的干涉和干涉系統(tǒng) 一. 教學(xué)要求 通過本章10課時的授課和4課時的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生明確光的干涉定義和條件， 掌握楊氏 雙縫干涉

37、和平板（包括平行平板和楔板）雙光束干涉的裝置、公式、性質(zhì)和干涉條紋特點(diǎn)， 掌握典型的雙光束干涉系統(tǒng)（斐索、邁克爾遜、泰曼和馬赫 -澤德）及其應(yīng)用，掌握平行平板 的多光束干涉條件、裝置、干涉條紋光強(qiáng)分布及基于平行平板多光束干涉的典型應(yīng)用。明確 條紋的可見度、時間相干性、空間相干性、相干長度、相干時間、定域干涉、非定域干涉、 定域深度等相關(guān)概念。 二. 重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 干涉及干涉條件 在兩個（或多個）光波疊加的區(qū)域，某些點(diǎn)的振動始終加強(qiáng)，另一些點(diǎn)的振動始終減弱， 形成該區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定的光強(qiáng)強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象稱為光的干涉。 光波疊加形成干涉的條件是：1）頻率相同；2）振動方向相同；3）相位差恒定。而

38、且疊 加光波的光程差不超過光波的波列長度。 通過分波前法和分振幅法，可以由一個光波獲得兩個或多個相干光波。典型的例子有楊 氏干涉和平板干涉。 2. 楊氏干涉 楊氏干涉是通過分波前法產(chǎn)生的。楊氏干涉的實(shí)驗(yàn)裝置、光強(qiáng)分布公式、干涉條紋性質(zhì) 特點(diǎn)及其與實(shí)驗(yàn)裝置參數(shù)之間的關(guān)系。 3. 條紋的可見度 干涉條紋可見度的定義、公式（定義式和計(jì)算式）、影響因素。 空間相干性和時間相干性均表示光波能夠產(chǎn)生干涉的性質(zhì)，分別與光源的大小和光源的 非單色性有關(guān)，其定義、影響因素和衡量指標(biāo)。 【其中空間相干性、時間相干性的概念、區(qū) 別聯(lián)系是理解上的難點(diǎn)】 4. 平板的雙光束干涉 （1） 平行平板的雙

39、光束干涉 實(shí)驗(yàn)裝置、干涉原理、光強(qiáng)分布公式、條紋分布特點(diǎn)等。 （2） 楔板的雙光束干涉 楔形平板的定域情況復(fù)雜，這里主要考慮平行光垂直照射的情 況。分析等厚干涉原理、條紋分布性質(zhì)及其應(yīng)用。 5. 典型的雙光束干涉系統(tǒng)及應(yīng)用 在充分了解斐索、邁克爾遜、泰曼和馬赫-澤德4種典型雙光束干涉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ) 上，還需掌握4種干涉系統(tǒng)的用途、工作原理、干涉條紋的形狀和性質(zhì)等?！酒渲懈鶕?jù)條件（如: 照明、被檢元件要求等）靈活分析干涉原理和定域位置，判斷干涉條紋分布特點(diǎn)是難點(diǎn)】 6. 平行平板的多光束干涉及應(yīng)用 多光束干涉形成條件是：平行平板上鍍高反膜。干涉強(qiáng)度公式和條紋分布特點(diǎn)。條紋銳 度和條

40、紋精細(xì)度的定義。 基于多光束干涉原理的典型應(yīng)用是：法布里一珀羅干涉儀（ Fabry-Perot interferometer ， 簡稱F-P干涉儀）和干涉濾光片。F-P干涉儀可用于光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的分析，它的 2個重要 參數(shù)為：自由光譜范圍（最大測量范圍）和分辨本領(lǐng)。干涉濾光片是一種能夠從白光中過濾 出近單色光的多層膜系。它光學(xué)性能由以下 3個參數(shù)表征：中心波長（對應(yīng)透射比最大的波 長）、透射帶的波長半寬度和峰值透過比。 第十章光的衍射 一.教學(xué)要求 通過本章10課時的授課和2課時的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握衍射的定義、衍射系統(tǒng)的構(gòu)成和 衍射的分類；了解衍射公式的推導(dǎo)過程、基本依據(jù)和近似條件，

41、明確有透鏡系統(tǒng)夫瑯和費(fèi)衍 射公式的物理意義。掌握矩孔、單縫、圓孔和多縫的夫瑯和費(fèi)衍射光強(qiáng)分布公式，并會依此 分析其夫瑯和費(fèi)衍射圖樣的特點(diǎn)。了解夫朗和費(fèi)衍射和傅立葉變換的關(guān)系，掌握光學(xué)系統(tǒng)衍 射對分辨本領(lǐng)的影響。掌握光柵的相關(guān)概念、光柵方程和分光特性，掌握閃耀光柵和階梯光 柵的工作原理、光柵方程和條紋分布性質(zhì)。 二.重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 衍射的概念 光波在空間傳播遇到障礙物(其尺寸與光波波長相當(dāng))時，其傳播方向偏離直線傳播， 進(jìn)入幾何陰影中，且呈現(xiàn)不均勻的光強(qiáng)分布的現(xiàn)象叫衍射。 衍射系統(tǒng)由光源、衍射屏和接收屏三部分組成。根據(jù)其三者的位置關(guān)系，衍射可分為菲 涅爾衍射和夫瑯和費(fèi)衍射。夫瑯和費(fèi)衍射

42、和菲涅爾衍射的主要區(qū)別和判斷依據(jù)。 2. 夫瑯和費(fèi)衍射公式及其物理意義 3. 典型孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射 (1) 矩孔的夫瑯和費(fèi)衍射 衍射裝置、光強(qiáng)分布公式、條紋特點(diǎn)及性質(zhì)。 (2) 單縫的夫瑯和費(fèi)衍射 光強(qiáng)分布公式、條紋特點(diǎn)及性質(zhì)。 (3) 圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射 光強(qiáng)分布公式、條紋特點(diǎn)及性質(zhì)(愛里斑性質(zhì))。 4. 夫朗和費(fèi)衍射和傅立葉變換 傅立葉變換及其物理意義、光學(xué)衍射和傅里葉變換的關(guān)系、傅立葉變換性質(zhì)及應(yīng)用。 5. 光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng) 無像差光學(xué)系統(tǒng)中物點(diǎn)所成的像不是一個點(diǎn)而是一個衍射光斑，這個衍射光斑的光強(qiáng)分 布與系統(tǒng)孔徑的夫瑯和費(fèi)衍射圖樣完全相同。 光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)是

43、指光學(xué)系統(tǒng)分辨物的細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力，即系統(tǒng)能夠分辨開兩個靠 近點(diǎn)物的能力。分辨率判定標(biāo)準(zhǔn)是瑞利判據(jù)。望遠(yuǎn)物鏡、照相物鏡和顯微物鏡的分辨本領(lǐng)表 示及相應(yīng)公式。 6. 多縫的夫瑯和費(fèi)衍射 多縫參數(shù)、光強(qiáng)分布公式和光強(qiáng)分布特點(diǎn)。 7. 光柵 光柵是能夠?qū)θ肷涔獠ǖ恼穹蛭幌噙M(jìn)行空間周期調(diào)制，或?qū)φ穹臀幌嗤瑫r進(jìn)行空間 周期調(diào)制的光學(xué)元件。光柵按調(diào)制方式不同可分為振幅型或位相型；按工作方式不同可分為 透射型或反射型；按工作表面不同可分為平面型或凹面型；按制作方法不同又可分為機(jī)制光 柵、復(fù)制光柵和全息光柵等。光柵的夫朗和費(fèi)衍射圖樣被稱作光柵光譜，光柵的主要作用是 分光。光柵方程、光柵的色散、光柵的色

44、分辨本領(lǐng)和光柵的自由光譜范圍定義、公式。 其他典型光柵：閃耀光柵、階梯光柵。 第十一章光的偏振和晶體光學(xué)基礎(chǔ) 一. 教學(xué)要求 通過本章16課時的授課和2課時的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使學(xué)生掌握自然光、偏振光和部分偏振光的 概念、特征和偏振光產(chǎn)生的一般方法；會利用菲涅爾公式、布儒斯特定律、馬呂斯定律求解 計(jì)算問題；明確與晶體光學(xué)有關(guān)的相關(guān)概念，如晶體的光軸、主平面、主截面、單軸晶體和 多軸晶體、正晶體和負(fù)晶體等；會用惠更斯原理作圖法分析光在晶體中的雙折射性質(zhì)；掌握 典型偏振器件工作原理和一般分析方法；會用矩陣方法表示偏振光和偏振器件，并利用矩陣 求解偏振系統(tǒng)的出射光；掌握偏振光的干涉原理、裝置和公式推導(dǎo)

45、，掌握正交偏振器系統(tǒng)和 平行偏振器系統(tǒng)干涉的光強(qiáng)分布及其特點(diǎn)，了解偏振光干涉的典型應(yīng)用。掌握旋光現(xiàn)象和相 關(guān)公式。 二. 重點(diǎn)難點(diǎn) 1. 自然光、偏振光和部分偏振光 自然光、偏振光和部分偏振光的定義。部分偏振光的表示（偏振度）。產(chǎn)生偏振光的一般 方法有：反射折射法、二向色性法、散射法和雙折射法。 2. 布儒斯特定律及其應(yīng)用 布儒斯特定律：自然光投射到兩種介質(zhì)的分界面上時，若入射角 0『口折射角0 2滿足關(guān)系 01 +02 =；，則反射光中沒有振動方向平行于入射面的分量?；谠摱煽稍O(shè)計(jì)出玻璃片堆 和偏振分光鏡等起偏器件。 3. 馬呂斯定律 從起偏器出射的光強(qiáng)為10的光經(jīng)過一檢偏

46、器，其出射光強(qiáng)/隨兩器件透光軸的夾角0而變化。 即：I = Io cos2 0。 4. 晶體與晶體光學(xué)的相關(guān)概念 晶體的雙折射、o光和e光、晶體的光軸、主平面、主截面、單軸晶體和多軸晶體、正 晶體和負(fù)晶體等概念?！酒渲蟹治鼍w的主平面、主截面和晶體快慢軸的關(guān)系是難點(diǎn)】 5. 惠更斯作圖法分析晶體雙折射性質(zhì) 6. 偏振器件的作用、工作原理及特點(diǎn) 偏振器件按用途可分為起偏器件、分束棱鏡和波片三大類。它們的名稱、制作方法和工 作原理。【其中3種波片對不同偏振態(tài)入射光的作用容易混淆，是學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 。 7. 偏振光的矩陣表示和運(yùn)算 矩陣方法是表示偏振光和研究偏振光變換的有效方法，通常涉及到的問題有三類： 1）求 偏振光的歸一化矩陣；2）求偏振器件的瓊斯矩陣；3）求經(jīng)偏振器件變換后出射光的偏振性 質(zhì)。 8 .偏振光的變換和判斷 利用偏振器件可以產(chǎn)生偏振光、變換偏振光，并能分析和判斷偏振光的性質(zhì)。 【該問題涉 及到偏振器件的性質(zhì)和應(yīng)用，問題靈活且容易混淆，是學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 。 9.偏振光的干涉 偏振干涉裝置、公式、干涉圖樣特點(diǎn)分析、應(yīng)用。