国防科技大学2020年博士研究生入学考试自命题科目考试大纲

3A01《红外与激光技术》考试大纲

一、参考书目

《红外物理》石晓光，浙江大学出版社，2013年，第一版。

《红外物理》刘景生，兵器工业出版社，1993年，第一版。

《激光技术》蓝信钜，科学出版社，2009年，第三版。

《激光原理》周炳琨 ，国防工业出版社，2014年，第七版。

二、考试内容及要求

（一）红外辐射的基本概念

考试内容：红外辐射的定义、红外辐射在电磁波谱中所处的位置、红外辐射的波段划分和红外辐射的大气窗口；红外吸收光谱产生的条件；辐射度量和光度量之间的联系与区别；立体角的定义及其计算方法；常用辐射量（包括辐射能、辐射功率、辐射强度、辐射出射度、辐射亮度、辐射照度、吸收率、反射率、透射率以及发射率）的定义及相互关系；常用光度量（包括光通量、发光强度、光出射度、光亮度和光照度）的定义及其相互关系；单色辐射量、光谱辐射量和波段辐射量的定义及其相互关系；光视效能、光谱光视效能、光视效率和光谱光视效率的定义，光谱光视效率的变化趋势。

考试要求：

熟练掌握：红外辐射的定义、红外辐射在电磁波谱中所处的位置、红外辐射的波段划分和红外辐射的大气窗口；立体角的定义及其计算方法；常用辐射量（包括辐射能、辐射功率、辐射强度、辐射出射度、辐射亮度、辐射照度、吸收率、反射率、透射率以及发射率）的定义及相互关系；常用光度量（包括光通量、发光强度、光出射度、光亮度和光照度）的定义及其相互关系。

掌握：单色辐射量、光谱辐射量和波段辐射量的定义及其相互关系；光谱光视效率的变化趋势。

理解：辐射度量和光度量之间的联系与区别；光视效能、光谱光视效能、光视效率和光谱光视效率的定义。

了解：红外吸收光谱产生的条件。

（二）红外辐射的基本规律

考试内容：漫辐射源的定义、朗伯余弦定律、漫辐射源的辐射亮度与辐射出射度之间的关系；朗伯小面源各辐射量之间的关系；距离平方反比定律、立体角投影定律和Talbot定律，计算点源、小面源、圆盘、球面等简单形状辐射源的辐射特性；朗伯定律和朗伯-比耳定律；黑体的定义、特点及黑体与朗伯体的关系；基尔霍夫定律的内容和物理意义，基尔霍夫定律证明过程，利用基尔霍夫定律解释简单物理现象；辐射亮度与能量密度的关系；普朗克公式以及黑体辐射出射度曲线的特点及物理意义；维恩位移定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律；利用相关辐射定律简易计算黑体辐射；利用函数表法计算黑体光谱辐射通量、波段辐射通量和全辐射通量的方法；光谱辐射效率和辐射对比度的定义及物理意义；金属的辐射特性和辐射方程。

考试要求：

熟练掌握：漫辐射源的定义、朗伯余弦定律、漫辐射源的辐射亮度与辐射出射度之间的关系；朗伯小面源各辐射量之间的关系；距离平方反比定律、立体角投影定律和Talbot定律；黑体的定义、特点及黑体与朗伯体的关系；普朗克公式以及黑体辐射出射度曲线的特点及物理意义；维恩位移定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律；利用相关辐射定律简易计算黑体辐射。

掌握：计算点源、小面源、圆盘、球面等简单形状辐射源的辐射特性；基尔霍夫定律的内容和物理意义，基尔霍夫定律证明过程，利用基尔霍夫定律解释简单物理现象；利用函数表法计算黑体光谱辐射通量、波段辐射通量和全辐射通量的方法；光谱辐射效率和辐射对比度的定义及物理意义。

理解：朗伯定律和朗伯-比耳定律。

了解：辐射亮度与能量密度的关系；金属的辐射特性和辐射方程。

（三）红外辐射源

考试内容：巴特利特定理、萨姆普纳定理、沃尔什定理和亥姆霍兹互易定理及其证明过程；空腔型辐射源和理想黑体的区别与联系；黑体炉的用途、结构和腔型选择；古费公式的推导过程；空腔辐射源的腔形（如球形、圆筒形、圆锥形）、尺寸以及内壁发射率对开口腔有效发射率的影响趋势；电热固体辐射源、气体放电辐射源和红外激光器等标准红外辐射源的辐射原理和特点。

考试要求：

熟练掌握：古费公式的推导过程；空腔辐射源的腔形（如球形、圆筒形、圆锥形）、尺寸以及内壁发射率对开口腔有效发射率的影响趋势。

掌握：空腔型辐射源和理想黑体的区别与联系。

理解：巴特利特定理、萨姆普纳定理、沃尔什定理和亥姆霍兹互易定理及其证明过程。

了解：黑体炉的用途、结构和腔型选择；电热固体辐射源、气体放电辐射源和红外激光器等标准红外辐射源的辐射原理和特点。

（四）红外辐射在大气中的传输

考试内容：光辐射在大气中传输时产生衰减的主要因素；大气中的主要吸收气体和散射气体的种类；大气中水蒸气和二氧化碳含量的表示方法及相关参数的计算；红外辐射的大气散射衰减原理，并能利用大气散射原理解释简单自然现象；气象视程和视距的计算方法以及其与散射衰减之间的关系；在特定波段平均大气透射率的粗略计算方法；激光在大气中传输透过率的计算方法。

考试要求：

熟练掌握：大气中的主要吸收气体和散射气体的种类；大气中水蒸气和二氧化碳含量的表示方法及相关参数的计算；在特定波段平均大气透射率的粗略计算方法。

掌握：红外辐射的大气散射衰减原理；利用大气散射原理解释简单自然现象；气象视程和视距的计算方法以及其与散射衰减之间的关系。

理解：光辐射在大气中传输时产生衰减的主要因素。

了解：激光在大气中传输透过率的计算方法。

（五）目标和背景的辐射特性

考试内容：太阳、月亮、恒星、天空、地物和海洋等背景的光辐射特性；火箭、飞机、坦克、人体等目标的光辐射特性及它们红外辐射特性的估算方法。

考试要求：

熟练掌握：飞机、坦克的红外辐射特性及其估算方法。

掌握：太阳、天空和地物的光辐射特性。

理解：月亮、恒星和海洋的光辐射特性。

了解：火箭、人体等目标的光辐射特性。

三、试卷结构（满分100分，时间180分钟）

按题型：