2020年天津1317眼应用光学自考考试大纲

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本大纲对应教材版本：《眼应用光学》高祥璐郭俊来主编天津科学技术出版社2010年

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：眼应用光学

课程代码：1317

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

应用光学在光学领域中是一门实践性和针对性都较强的基础学科，因而，《眼应用光学》则是眼视光学专业的一门重要专业基础课，其任务是结合眼视光学的特点，系统而又有重点地学习和研究应用光学的主要基础知识和一些实用技术。

眼应用光学为眼视光专业的专业基础课，通过本课程的学习，可以为后继课程，如眼屈光学、眼镜学、角膜接触镜、眼科激光治疗学和眼视光仪器学等课程奠定光学基础。通过本课程的学习，学生可以了解和掌握几何光学的基本定律，掌握球面镜成像原理，掌握透镜成像原理，掌握研究薄透镜组和厚透镜的成像规律，掌握光阑的作用，掌握像差的产生原理，掌握光度学和色度学基本知识，掌握波动学的基本原理，掌握激光的基础知识。

二、课程目标与基本要求

学习《应用光学》课程的目的是要求学生能够掌握应用光学中的基本成像概念、规律和公式、以及一些最基本的实用光学技术，并要求学生能运用这些知识和技能来正确地进行各种成像计算和作图、简单的光路计算以及相应的光路图绘制。

三、与本专业其他课程的关系

本课程侧重几何光学的基本理论和实际应用，将为更好地学习其他后续课程如《眼视光器械学》、《眼镜学》、《隐形眼镜学》打下良好的光学基础。

第二部分考核内容与考核目标

第一章绪论

一、学习目的与要求

应用光学的研究范围及目标。熟悉应用光学的发展历史以及与眼科、视光学的紧密联系。了解应用光学的未来研究方向。

二、考核知识点与考核目标

（一）光与光源（一般）

识记：电磁辐射与光

理解：光源，光谱

（二）几何光学基本定律与原理（次重点）

识记：光束，折射率，光的直线传播定律

理解：光的独立传播定律，光的反射定律和折射定律，光路可逆原理，一些特殊的光学现象

（二）惠更斯原理，费马原理（一般）

识记：惠更斯原理

理解：费马原理

第二章几何光学成像

一、学习目的与要求

掌握几何光学的基本定律，基本成像概念。熟悉光学零件与光学系统，物空间与像空间，完善成像的条件。了解光源，光波与波面。掌握符号规则，近轴光线的光路计算，单个折射面成像，共轴球面系统单球面近轴区的成像性质及放大率。熟悉共轴球面系统的光路计算方法，球面反射镜的成像性质。了解共轴球面系统成像的一般规律。掌握理想光学系统的各基点、基面及光焦度的概念、学会用作图法求像及简单光路图的绘制。系统各种成像关系的计算。掌握薄透镜与薄透镜组合。熟悉理想光学系统的概念；光学系统的放大率及其相互关系。了解光束的聚散度和系统屈光力的关系，理想光学系统的光组组合。

二、考核知识点与考核目标

（一）实像与虚像，实物与虚物，物空间与像空间，物与像的共轭，视网膜像，符号规则（重点）

识记：实像与虚像，实物与虚物，物空间与像空间

理解：物与像的共轭，视网膜像，符号规则

（二）物（像）方截距，物（像）方倾斜角，近轴光线的光路计算，单折射面与球面反射镜的焦点、焦距、光焦度、横向放大率、轴向放大率、角放大率，共轴球面系统单球面近轴区的成像性质，光线经单球面的折射及两折射面之间的过渡（重点）

识记：物（像）方截距，物（像）方倾斜角

理解：近轴光线的光路计算，单折射面与球面反射镜的焦点、焦距、光焦度、横向放大率、轴向放大率、角放大率

应用：共轴球面系统单球面近轴区的成像性质，光线经单球面的折射及两折射面之间的过渡

（三）小孔成像，平面反射成像，平面折射成像（重点）

识记：小孔成像

理解：平面反射成像，平面折射成像

（四）三棱镜的定义，三棱镜的光学特性，薄三棱镜，三棱镜的焦度（重点）

识记：三棱镜的定义

理解：三棱镜的光学特性，薄三棱镜

应用：三棱镜的焦度

（五）球面反射成像，球面折射成像（重点）

理解：球面反射成像

应用：球面折射成像

（六）透镜的结构，透镜成像公式，薄透镜，厚透镜的近轴成像（重点）

理解：透镜的结构，透镜成像公式

应用：薄透镜，厚透镜的近轴成像

（七）理想光学系统的基点、基面。系统的物象关系；系统放大率及其相互关系（重点）

识记：理想光学系统的基点（主点、焦点、节点）、基面（主平面、焦平面、节平面）

应用：系统的物象关系（分作图法求像和解析法求像）；系统放大率及其相互关系

（八）光束的聚散度和系统屈光力的关系，理想光学系统的光组组合，顶焦距，顶焦度，透镜成像性质（一般）

识记：理想光学系统的光组组合，顶焦距，顶焦度，透镜成像性质。

理解：光束的聚散度和系统屈光力的关系。

第三章光学系统中的光阑与光束限制

一、学习目的与要求

掌握光学系统中孔径光阑和视场光阑及其作用。熟悉光学系统的景深与焦深。了解渐晕

二、考核知识点与考核目标

（一）光阑概念，孔径光阑定义与作用，入瞳、出瞳及其与孔径光阑的共轭关系，入、出瞳在光学系统中的作用，主光线，物方孔径角，像方孔径角，视场光阑定义与作用，入窗、出窗及其与视场光阑的共轭关系，入、出窗在光学系统中的作用，物方视场角，像方视场角（重点）

识记：光阑，物方视场角，像方视场角，孔径光阑，视场光阑的概念。

理解：入瞳、出瞳及其与孔径光阑的共轭关系，入、出瞳在光学系统中的作用，主光线，物方孔径角，像方孔径角，入窗、出窗及其与视场光阑的共轭关系，入、出窗在光学系统中的作用。

（二）相对孔径，渐晕现象，对准平面，景像平面，景深和焦深。（次重点）

识记：相对孔径，渐晕现象，对准平面，景像平面，景深和焦深。

（三）物方远心光路，像方远心光路（一般）

识记：物方远心光路，像方远心光路

第四章光学系统的像差

一、学习目的与要求

掌握七种几何像差的成因、定义、性质及影响因素。熟悉波像差的基本概念；光学系统的像质评价一一分辨率法。了解光学系统光路计算的方法和步骤及点列图。

二、考核知识点与考核目标

（一）球差，彗差，像散，像场弯曲（简称场曲），畸变，色差，波像差，像质评价方法（重点）

识记：球差，彗差，像散，像场弯曲（简称场曲），畸变，色差，波像差的概念

理解：像质评价方法

（二）光学系统的光路计算（光线追迹）法；点列图（一般）

理解：光学系统的光路计算（光线追迹）法，点列图

第五章波动光学基础

一、学习目的与要求

掌握光的电磁波性质，光的吸收和散射。熟悉单色平面波和球面波，单色光的叠加。了解光源和光辐射。掌握光的干涉和实现方法，等倾干涉。熟悉杨氏干涉。了解干涉条纹的对比度。掌握夫琅禾费圆孔衍射和成像仪器的分辨本领。熟悉惠更斯—菲涅耳原理。了解夫琅禾费单缝衍射。掌握自然光、偏振光和马吕斯定律。熟悉起偏与检偏。了解偏振的应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）光的电磁波性质、光源和光辐射（一般）

识记：电磁波谱、光源与辐射能

（二）单色平面波、球面波和单色光的叠加。（次重点）

识记：单色平面波和球面波

理解：单色光的叠加

应用：两个同频率光波的叠加干涉

（三）光的吸收和散射。（重点）

识记：光的吸收定律

理解：光的散射

应用：瑞利散射定律

（四）光波的干涉（一般）

识记：光的干涉条件

（五）杨氏干涉实验和干涉条纹的对比度（次重点）

识记：干涉条纹的对比度

理解：杨氏干实现干涉的方法

（六）等倾干涉与多光束干涉（重点）

理解：等倾干涉

应用：多光束干涉原理在薄膜理论中的应用

（七）惠更斯-菲涅耳原理，菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射（次重点）

识记：菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的特点

理解：惠更斯-菲涅耳原理

（八）夫琅禾费圆孔衍射与成像仪器的分辨本领（重点）

识记：夫琅禾费圆孔衍射

理解：光学成像仪器中的衍射现象

应用：成像仪器的分辨本领

（九）衍射光栅（一般）

识记：光栅的分光性能

（十）自然光、偏振光、起偏和检偏（重点）

识记：自然光与偏振光

理解：起偏和检偏

应用：马吕斯定律

（十一）椭圆偏振光和圆偏振光（一般）

识记：振动互相垂直的线偏振光的叠加

理解：椭圆偏振光和圆偏振光旋向

（十二）偏振光的应用（次重点）

应用：偏振光在眼视光学中的应用

第六章人眼与双眼视觉的光学

一、学习目的与要求

掌握角膜，晶体的光学结构。掌握Gullstrand精密模型眼，熟悉简化眼。掌握眼球旋转中心，光轴，视轴与注视线，瞳孔轴。掌握眼球的调节，正视眼与非正视眼。掌握人眼的远点，近点与明视距离。掌握调节范围与调节幅度。熟悉焦深与调节滞后。掌握近视眼，远视眼的光学透镜矫正。熟悉矫正眼的调节变化。熟悉人眼的视角，最小分辨角，分辨极限，视力。掌握视野，双眼单视，集合角，双眼立体视的光学。

二、考核知识点与考核目标

（一）眼球结构（重点）

理解：角膜，晶体的光学结构。

（二）模型眼与简化眼（重点）

识记：Gullstrand精密模型眼，Gullstrand简单模型眼，简化眼。

（三）眼球的轴和角（重点）

理解：眼球旋转中心，光轴，视轴与注视线，瞳孔轴。

（四）调节与屈光（重点）

理解：眼球的调节，正视眼与非正视眼。人眼的远点，近点与明视距离。

应用：调节范围与调节幅度。焦深与调节滞后。

（五）近视和远视眼的光学透镜矫正（重点）

理解：眼镜屈光与眼屈光，矫正眼的调节变化

（六）人眼的分辨（重点）

理解：人眼的视角，最小分辨角，分辨极限，视力。

（七）视野，双眼单视与立体视（重点）

理解：视野，双眼单视，集合角，双眼立体视的光学。

第七章目视光学仪器

一、学习目的与要求

掌握放大镜、显微镜和望远镜的光学原理及其成像特性。熟悉摄像系统（如照相机）；投影系统（如幻灯机）；两种主要照明方式的特点。了解目视光学仪器的一般特性；目镜的光学特性。

二、考核知识点与考核目标

（一）目视光学仪器的一般特性，摄像系统，仪器的照明方式，放大镜，显微镜，望远镜。（重点）

识记：目视光学仪器的一般特性，摄像系统，仪器的照明方式

应用：放大镜，显微镜，望远镜

（二）目镜，投影系统（次重点）

理解：目镜，投影系统

第三部分有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、指定教材

《眼应用光学》高祥璐郭俊来主编天津科学技术出版社2010年

三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、助学学时：本课程共4学分。建议总助学课时72学时，分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是："识记"为20%、"理解"为40％、"应用"为40％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。

5、试题类型一般分为：单项选择题、填空题、选择题、计算题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间100分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例（样题）

（一）英文单词

1、opticalpath：

（二）填空题

1、根据作用分类，光阑分为和。

（三）选择

1、眼球所构成的光学系统中，孔径光阑为（）

A、角膜B、晶体C、视网膜D、瞳孔

（四）计算题

1、角膜半径为5.75mm，折射率为1.336的简化眼，眼轴长为21.6mm。欲将其矫正成正视眼，矫正透镜置于角膜前15mm处，试求该矫正透镜的焦度。

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