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光学工程专业课—物理光学
物理光学考察的范围主要围绕四章进行，即光波的基本性质、光的干涉、光的衍射和光的偏振三大波动现象。
（一）光波的基本性质
（1）光的电磁理论
平面电磁波的性质（基本概念：矢量性质；横波性质；电场和磁场的关系；电磁波携带的能量，能流密度矢量S，光强I，辐照度L；光波波长、时间频率、传播速度、介质折射率及它们之间的关系）。
（2）光波的波函数（掌握光波函数是基础）
波动的基本概念，光波的分类。
三维简谐平面波的性质及描述。特别是三维简谐平面波的时间参量和空间参量及它们之间的关系。
（3）电磁波在两种均匀各向同性透明媒质界面上的反射和折射
菲涅耳公式；反射光、折射光的振幅和光强计算以及各自性质。
布儒斯特定律和全反射定律的概念及应用。
（二）光的干涉
（1）干涉的基本理论
有关干涉的基本概念，双光束干涉基本方法（叠加法）。
两个平面波及球面波的干涉，干涉强度及其分布特点。
（2）分波面干涉
杨氏实验条纹现象、公式、光强分布。
光波的时间相干性和空间相干性概念。
https://www.doczj.com/doc/e89077413.html,理硕教育专注于北理考研迈克耳逊干涉仪；平行平板的等倾干涉（以海定格干涉仪为例）；楔形板和薄
膜的等厚干涉（以牛顿干涉仪为例）。
（4）多光束干涉。
平行平板的多光束干涉原理及干涉强度分布特点。
干涉滤光片的工作原理及其应用。
（三）光的衍射
（1）标量衍射理论基础
有关衍射的基本概念。
菲涅耳衍射和夫琅和费衍射区别和应用条件
（2）计算衍射问题的傅里叶变换方法（处理衍射的工具）。
（3）单孔的夫琅和费衍射（重点）
单缝和单孔的夫琅和费衍射计算，衍射图形分布特点。
圆孔夫琅和费衍射（重点掌握衍射图形分布特点）。
光学成像系统的分辨本领（望远镜，照相机，显微镜）。
（4）周期孔径的衍射－衍射光栅
一维振幅光栅（重点掌握一维矩形波光栅的夫琅和费衍射图形分布特点，光栅的分光性能，光栅方程，与法-珀干涉比较）。
（5）菲涅耳衍射（半波带法）
（四）光的偏振
（1）平面光波在单轴晶体中的传播
应用折射率椭球分析光波在单轴晶体中的传播性质。
全面而系统地描述“寻常光”和“异常光”在单轴晶体中的传播性质。
应用折射率面的惠更斯作图分析光波从各向同性介质射向单轴晶体的双折射性质。
(4) 偏振光的产生、转换和检验（重难点）
区分线偏光、圆偏光、椭圆偏光、自然光、部分偏振光
椭圆偏振光产生基本途径和检验的基本方法。
波片的性质和应用（使用琼斯矩阵计算输出光强）。
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光学知识点大汇总 一、光的直线传播 1、光现象：包括光的直线传播、光的反射和光的折射。 2、光源：能够发光的物体叫做光源。 ●光源按形成原因分，可以分为自然光源和人造光源。 例如，自然光源有太阳、萤火虫等，人造光源有如蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。 ●月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。 3、光的直线传播：光在真空中或同一种均匀介质中是沿直线传播的，光的传播 不需要介质。 大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等） 光沿直线传播的现象：小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一叶障目。 ●光沿直线传播的应用： ①激光准直. 排直队要向前看齐. 打靶瞄准 ②影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所 以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。 ③日食月食的形成 日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食. 月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食. 如图：在月球后 1的位置可看到日全食， 在2的位置看到日偏食， 在3的位置看到日环食。 1 2 3
④小孔成像：小孔成像实验早在《墨经》中就有记载小孔成像成倒立的实像， 其像的形状与孔的形状无关。像可能放大，也可能宿小。 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间，屏幕上就会形成物的倒像，我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板，像的大小也会随之发生变化。 这种现象反映了光沿直线传播的性质。 小孔成像原理：光在同一均匀介质中，不受引力作用干扰的情况下沿直线传播根据光的直线传播规律证明像长和物长之比等于像和物分别距小孔屏的距离之比。 4、光线：用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向的直线。（光线是假想的， 实际并不存在） 光线是由一小束光抽象而建立的理想物理模型，建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。 5、光速：光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快. (1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s；光在空气中速度约为3×108m/s。 光在水中速度为真空中光速的3/4，在玻璃中速度为真空中速度的2/3 。 雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？ 这表明光的传播速度比声音快. (2)光年是长度的单位，1光年表示光在1年时间所走的路程，1光年＝3×108 米/秒×365×24×3600秒＝9.46×1015米 注意：光年不是时间的单位。 二、光的反射 1.反射：光在两种物质的交界面处会发生反射。 我们能够看见不发光的物体，是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。 定义：光从一种介质射向另一种介质表面时，一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。任何物体的表面都会发生反射。 2.探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图2-2所示。 一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向
1）疲劳强度和改善方法。是指材料经过无数次的交变应力仍不断裂的最大应力——1合理选材2合理结构3提高加工质量4表面处理 2）焊接开破口是为了保证焊透，间隙和钝边目的是为了防止烧穿破口的根部 3）焊条由焊芯和药皮组成焊芯—传到电流填充焊缝药皮—1机械保护2冶金处理渗合金3改善焊接工艺 带传动 1:带传动的组成：主动轮.从动轮.封闭环行带.机架 2：弹性滑动——带的弹性变形（不可避免）；打滑——过载（可避免） 3打滑→小带轮，包角太小传动比（n1/n2=w1/w2=d2/d1） 4合适的中心距:带速V↑传动能力降低.V带根数不超过10根，过多受力不均匀。 5类型：摩擦型，啮合型（不出现弹性滑动，打滑现象） 按横截面分：平带V带圆带多楔带同步带 带传动的特点应用：优点①适用于两轴中心较大的传动；②具有良好的挠性；③可以缓冲吸振④过载时带在轮上打滑对机器有保护；⑤结构简单制造方便，成本低；缺点①外廓尺寸较大；②不能保证准确的传动比③传动效率低，寿命较短④需要张紧装紧。应用：带传动多用于两轴中心距较大，传动比要求不严格的机械中。①imax＝7②V＝5~25m/s③效率＝0.9 链传动 1特点及其应用：保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小；能工作于恶劣环境中。缺点：稳定性差，噪声大，不能保持恒定传动比，急速反向转动性能比较低，成本高 2链轮的材料要求：强度.耐磨.耐冲击。低速轻载→中碳钢；中速重载→中碳钢淬火 3链传动的主要失效形式：链传动的运动不均匀性（多边形效应：多边形的啮合传动引起传动速度不均匀） 4链传动不适合于高速（中心线最好水平的，调整：加张紧轮） 5组成：主从动链轮和闭合的扰性环形链条，机架。链传动属于有中间扰性件的啮合传动 6传动比i≤7 传动效率p≤100kw 速度v≤15m/s (n1/n2=z2/z1) 齿轮传动 1原理：刚性啮合。特点：①i瞬时恒定②结构紧凑③效率高④寿命长⑤10∧5kw 300m/s 2类型：平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）粗交轴齿轮传动（链齿轮传动）交错轴齿轮传动3渐开线齿轮：平稳→i瞬＝n1／n2＝w1／w2→合适齿轮； 4压力角：离rb越远，α↑→不利于传动。α＝20° 5㈠斜齿圆柱齿轮传动的平稳性和承载能力都高于直齿圆柱齿轮传动适用于高速和重载传动的场合㈡锥齿轮传动一般用于轻载﹑低速的场合。 轴 1分类：转轴－传递扭矩又承受弯矩（汽车）；传动轴－只传递扭矩（自行车）；心轴－只承受弯矩；结构：①满足力学性能(强度，刚度) 2轴向定位：轴肩.套筒.轴承端盖.弹性挡圈.螺母.圈锥表面 3周向定位：键联接销钉焊接过盈配合 轴承 1分类：滑动滚动轴承（按工作表面的摩擦性而分） 2滑动轴承：①非液体摩擦滑动轴承一般用于转速荷载不大和精度要求不高的场合；目的：
北京理工大学视觉传达设计考研经验总结|考研心得分享 前言 考研是一条漫长而又辛苦的道路，如何顺利前行并且获得想要的结果呢？接下来我总结自身的经验，谈一谈我为考研所做的准备，希望对大家有所帮助。首先，我认为我们考研一定要具备的品质就是坚持和冷静。 考研和高考不同，是一条自己不断奋斗的路，所以如果同学们决定考研的话一定要自己努力坚持下去，很多考研的同学可能会因为各种因素比如家庭、工作等原因放弃考研，坚持到最后的同学们往往上岸的几率是更大的，所以同学们一定不要轻易放弃。而且在考研的过程中经常有各种突发事件或者困难的事情发生，希望大家一定要保持冷静，不要慌乱，从容应对，锻炼自己强大的心理素质。 接下来我会分享一些自己考研道路上的经验，希望对大家有一定的帮助。在考研的过程中时间的安排非常重要，同学们确定考研后需要有合理的时间规划安排，一定要留意重要的时间点，比如说报名时间、打印准考证时间等，多关注一下研招网等等相关信息的发布平台，及时获取考验资讯。下面我从四门考试科目备考的角度来和大家分享一下我考研的心得和经验。 【英语】 首先给大家介绍一下英语方面的学习。在北京理工大学考研中英语这一考试科目非常重要，因为北理视传考研对英语的分数要求是比较高的，研究生考试初试的分数线是学硕40分（考试科目为英语一），专硕50分（考试科目为英语二），所以一定不能疏忽对英语的学习，几乎每年都会有因为英语小分数线没有达到而遗憾没有进入复试的同学。 我个人的英语基础并不是很好，所以我很早就开始复习了，同学们如果有意向要考北理的话一定要提前准备好英语，拥有一个良好的英语基础，无论是考试还是成为研究生之后都有很强的竞争优势。我学习考研英语的思路是首先要打好词汇基础，在词汇书籍方面，我购买了朱伟的恋恋有词以及配套的网络视频词汇课程，结合课程和书本一起学习词汇，朱伟老师在讲解单词中的联想记忆法我觉得比较有效果，同学们可以根据视频课程进行相应的学习。我还购买了王江涛的作文书和十天搞定英语词汇（便携版），便携版的词汇书我根据天数把这本书撕开，每天背一小本，然后循环背诵记忆，并且这本书介绍了运用记忆曲线背诵单词的方法，同学们可以尝试一下，如果记住了顺序的话，可以把记忆模糊的单词抄写在其他纸张或者笔记本上，然后再次重复记忆。也有一些比较好的软件应用推荐给大家，比如拓词，百词斩，乐词，墨墨单词，不背单词等等，都是我用过的比较好用的背单词软件，其中百词斩是我坚持使用了比较久的背单词软件，可以根据图片等等联想记忆，建议大家选择适合自己的背单词的方法。
《机械基础》知识点及公式 量的名称符号单位单位 公式备注名称符号 力矩M牛 * 米N*m M=Fr r 为矩心到 F 的垂直距离力偶M牛 * 米N*m M=Fd d: 力偶间垂直距离正应力?帕Pa? =F N/A F N: 轴力 线应变ε △1ε= L/L△L=L -L 弹性模量E帕MPa ? =E*ε胡克定律GPa 伸长量 △L米m △ L=F L/EA胡克定律 N 切应力 σ帕Paσ=F Q/A F Q: 剪力 （剪切） 挤压应变? J帕Pa? J=F J/A J F J: 挤压力， A J =L*d 切应力 M T: 横截面上的扭矩 σ帕PaσT/I pρ: 横截面上任意一点的 （扭转）=Mρ半径 截面二次 44 I p=πD4/32=0.1D 4实心圆轴 极距I Z米m I p =0.1D4(1- α4)空心圆轴（α =d/D） 抗扭截面 3333实心圆轴 W = π D/16=0.2D W T米m T 系数W T =0.2D33(1- α4 )空心圆轴 正应力?帕Pa? =M*y/ I Z M:截面上的弯矩 y: 该点到中性轴的距离 截面对中性 44 梁是矩形截面， b 是宽，轴的截面二I Z米I Z=bh/12 m h 是高次距 抗弯截面 z 33W= I Z/y; ?=M /W 米m 系数W Z max max max z 强度校核?max Nmax≤[? ];maxQσ]; ?JmaxJJ J； =F /Aσ =F /A ≤[=F/A≤[? ]公式 σ=M T/ W T≤[ σ]; ? =M / W Z≤[ ? ];
量的名称符单位单位 公式号名称符号 模数m毫米mm m=p/π=d/z 压力角α度°cos20°=0.94 齿数z z=d/m 齿距p毫米mm p=mπ 齿厚s毫米mm s=p/2= m π/2 槽宽e毫米mm e= p/2= m π/2 基圆齿距p毫米mm p =pcos20°= mπcos20° b b 齿顶高h a毫米mm ha=ha* m=m 齿根高h f毫米mm h f =(ha * +c * )m=1.25m 全齿高h毫米mm h= ha+ h f =2.25m 顶隙c毫米mm c= c * m=0.25m 分度圆直径d毫米mm d=mz 基圆直径d毫米mmd = dcos20 ° = mzcos20° b b 齿顶圆直径d a毫米mm d a=d+2h a =m(z+2) 齿根圆直径d f毫米mm d f =d-2h f =m(z-2.5)中心距a毫米mm a=d1/2+d 2/2=m/2(z 1 +z2) 传动比i 12齿轮传动： i 12=n1/n 2=d2/d 1= z 2/ z 1带轮传动： i 1k=n1 /n k= 所有从动轮齿数脸乘积 所有主动轮齿数连乘积 轮系传动比i 1k nk= n 1 所有主动轮齿数脸乘积 所有从动轮齿数连乘积 末轮线速度v毫米/分mm/min v= n k L 流量q v 3 / 秒 3 q v=V/t 米m/s 流速v米 / 秒m/s v= q v/A 静压力p帕Pa p=F/A 备注 标准直齿圆 柱齿轮： ha* =1 * c=0.25 短齿制齿轮： ha*=0.8 c* =0.3 i 12=n1/n 2=D2/D1 螺旋传动： L=P h=nP （n：螺纹线数）齿轮齿条：L=πmz k滚 轮传动： L=πD V:油液体积 A:活塞有效面 2 积（ m）
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7.稳态误差：系统达到稳态时与目标值的差。 8.幅相特性曲线：掌握画法。设传函为G(s)，令s=jw，则G(jw)的模随w的变化规律为幅频特性，G(jw)的相角随w的变化规律为相频特性。 9.奈氏判据：Z=P-2N(Z为传函右极点个数，P是开环传函右极点个数，N为奈氏图包含(-1,0j)的圈数。 10.伯德图：掌握画法，初始斜率-20v（v为积分器个数），找出交接频率，遇一阶系统斜率变化20，遇二阶系统斜率变化40，在分子上为增大，在分母上为减小。 11.稳定裕度与幅值裕度：计算方法。两者均正时系统稳定。 12.PID控制器：结构简单，稳定性好，工作可靠，调整方便。 （1）P：比例控制，控制量与误差量成比例。K增大时稳定性降低，但系统快速性与稳态精度变好。 （2）I：积分控制：控制量与误差量对时间的积分成比例。用来消除稳态误差。 （3）D：微分控制：控制量与误差量对时间的微分成比例。起预估作用，可以避免振荡，但是会使系统抗高频干扰的能力下降。 二．相关计算 1.拉氏变换：掌握阶跃，正余弦，指数，斜坡等常用函数的拉氏变换。 2.拉氏变换相关性质：初值定理，终值定理，延时定理。 3.梅森增益公式：求传函，看懂其中每一项的意义。
二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及γ射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v