应用光学习题(第二章)

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《应用光学》第2章课后答案全文

《应用光学》第2章课后答案全文

12. 由两个透镜组成的一个倒像系统,设第一组透镜的焦距 为f1′,第二组透镜的焦距为f2′,物平面位于第一组透镜 的物方焦面上,求该倒像系统的垂轴放大率。
解:
1
1
1
1
F2
1
1
第一组透镜
第二组透镜
1
第二组透镜
13. 由两个同心的反射球面(二球面球心重合)构成的光学系 统,按照光线反射的顺序第一个反射球面是凹的,第二个 反射球面是凸的,要求系统的像方焦点恰好位于第一个反 射球面的顶点,求两个球面的半径r1,r2和二者之间的间隔 d之间的关系。
B′
面,如图示.
l ′ = 2f′
4 试用作图法对位于空气中的正透镜组( f 0 )分别求 下列不同物距的像平面位置.
l = −f′
B
……
F
F′
A
H H′
像平面在像 空间无限远 处.
l′=∞
4 试用作图法对位于空气中的正透镜组( f 0 )分别求 下列不同物距的像平面位置.
l f' 2
B′
r1 无穷远物点
r2
r1/2
最终像点
11 2
l2 l2 r2
l2
l2
2 r2
(l2l2 )
14. 假定显微镜物镜由相隔20mm的两个薄透镜组构成,物平 面和像平面之间的距离为180mm,放大率β=-10×,要求近 轴光线通过二透镜组时的偏角Δu1和Δu2相等,求二透镜 组的焦距。
y n1u1 u1 10
l = −f′
B
……
F′
F
H H′
A
像平面在像 空间无限远 处.
5 试用作图法对位于空气中的负透镜组( f 0 )分别求 下列不同物距的像平面位置.

应用光学作业题答案

应用光学作业题答案
第一章(P10 )
第二题: (1)光线由水中射向空气,求在界面处发生全反射的临界角。
解: 全反射的临界角Im arcsin(n '/ n)
光线由水中射向空气,n’=1,n=1.333
则 Im arc sin(n '/ n)=arc sin(1/1.333)=48.61
(2)光线由玻璃内部射向空气,求发生全反射的临界角。
1 l2
'
-
1 130
=
1 120
l2'=-62.4mm
A”成象于透镜2左侧62.4mm处。
(2)等效光组成象的方法:
解: H’
A
F1
F2’
F1’
F2
f1’=120mm f2’=-120mm d=70mm △= d-f1’- f2’=70mm
f ' f1 ' f2 ' 120 (120) 205.714mm
n0sini1=nsini1’ sini1=0.6552 i1=40.93° 由三角形内角和可求出太阳和幻
日之间的夹角
α=180 °-2×(i1-i1’) =158.14 °
第七题:
为了从坦克内部观察外界目标,需要在坦克上开一个孔,假 定坦克壁厚250mm,孔宽150mm,在孔内装一块折射率 n=1.52的玻璃,厚度与装甲厚度相同,问能看到外界多大的 角度范围?
O’
A’
解:(1)对于在球心的气泡,以O作为 球面顶点,根据符号规则,
O L’A=-200mm,n’=1,n=1.52
由 n ' n n ' n l' l r
1 -1.52 = 1-1.52 l=-200mm -200 l -200

应用光学第二版胡玉禧第二章作业参考题解

应用光学第二版胡玉禧第二章作业参考题解

第二章作业参考题解1. 习题2-2;解:依题意作图如图。

mm r 50=,n= ,n '=1 1)对球心处气泡,mm l 50'=,据rnn l n l n -=-''' 将数值代入解得 mm l 50=;2)对球心与前表面间的一半处气泡,mm l 25'=,据rn n l n l n -=-''',将数值代入得 505.115.1251-=-l ,解得:mm l 30=2. 习题2-6(c),(d),(f );3. 用作图法求下列各图中物体AB 的像A ′B ′4. 习题2-75. 习题2-10 解: 据题意有2111-=-=x f β (1) 122-=-=x f β (2) 10012+=x x (3) 联立(1)(2)(3)式解得 )(100mm f -=; 或据 ''f x -=β 和题目条件可以解得 )(100'mm f = (说明:本题也可以用高斯公式求解) 6. 习题2-13解:由于两透镜密接,故d = 0 , 所求 ''x f f x L ++--= ,或 'l l L +-=把透镜看成光组,则此为双光组组合问题。

可由∆-='''21f f f 和∆=21f f f 计算组合后系统的焦距:)(31005010050100'''21mm f f f =+⨯-=∆-= ,)(310050100)50(10021mm f f f -=---⨯-=∆= 又 (法一)101''-=-=-=x f f x β, 所以 )(310'101'mm f x =-= ,)(3100010mm f x -== )(3.403312103103100310031000''mm x f f x L ≈=+++=++--=又 (法二)101'-==l l β, 所以 '10l l -= ,代入高斯公式得 1003'1011=--'l l 解得 )(311031001011'mm l =⨯=, )(31100'10mm l l -=-=所以 )(3.40331210311031100'mm l l L ≈=+=+-=7. 习题2-18解:据题意透镜为同心透镜,而r 1=50mm ,d =10 mm ,故有 r 2= r 1-d = 40 mm ,所以,由dn r r n dr l H )1()(121-+--=得)(50163.5163.1550010)15163.1()5040(5163.15010mm l H =+--=⨯-+-⨯-=dn r r n dr l H )1()('122-+--=得)(40163.5163.1540010)15163.1()5040(5163.14010'mm l H =+--=⨯-+-⨯-=10)15163.1()5040(5163.1)15163.1(40505163.1)1()()1('221221⨯-+-⨯-⨯⨯=-=-+--=f d n r r n n r nr f)(37168.587163.56.3032665656.2828656.76.3032mm -=-=+-=。

应用光学第二章例题

应用光学第二章例题

第二章 例 题例题2.1 凸平透镜r 1=100mm ,r 2=∞,d=300mm ,n=1.5,当物体在-∞时候,1)求高斯像面的位置;2)在平面上刻十字,问其共轭像在什么位置;3)当入射高度为h=10mm ,问光线的像方截距是多少?和高斯像面相较相差多少?说明什么问题?解:1)依照近轴光线光路计算公式能够求出高斯像面的位置。

将1111,' 1.5,1,100l n n r mm =-∞===代入单个折射球面成像公式'''n n n n l l r--=,能够求得1'300l mm =。

又由题意d=300mm ,发觉现在所成的像在凸平透镜的第二面上。

2)由光路可逆原理明白,假设在平面上刻十字,其共轭像应在物方-∞处。

3)当入射高度为h=10mm 时,光路如以下图所示:现在利用物在无穷远时,L =−∞时,公式sin sin 'sin '''sin ''(1)sin 'h I r n I I n U U I I I L r U ⎧=⎪⎪⎪=⎪⎨⎪=+-⎪⎪=+⎪⎩中的第一和第四式求解得: ※ 光线通过第一面折射时,11110sin 0.1100h I r ===,因此1 5.739o I =。

又11111sin 'sin 0.10.06667' 1.5n I I n ==⨯=,因此1'arcsin0.06667 3.822o I ==,1111''(0 5.739 3.822) 1.9172o oU U I I =+-=+-=,1111sin '0.0667'11001299.374sin '0.0334547I L r mm U ⎛⎫⎛⎫=⨯+=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。

※ 光线再通过第二个面折射,21'0.626L L d mm =-=-,21' 1.9172o I U -==,那么2222sin 'sin 1.5sin1.91720.05018'o n I I n ==-=-,2' 2.87647o I =-。

应用光学试题(第二章)

应用光学试题(第二章)

应用光学试题第二章一、填空题(建议每空1分)(请同学们不要写错别字,数字不要用大写,术语要标准,否则按错处理,不要用科学记数法如4101⨯)I 级I 级1空1、 焦点又称为后焦点或第二焦点。

像方2、过像方焦点'F 作一垂直于光轴的平面即为 焦平面。

像方3、像方焦点'F 是像方焦平面上的一个特殊点,该点对应的是物方孔径角=u 度的一束平行于光轴的平行光。

4、从物方焦点F 发出的光经过系统后均为平行于 的光。

光轴5、过 作垂直于光轴的平面称为物方焦平面。

物方焦点6、垂轴放大率为=β 倍的这对共轭平面为主平面(简称主面)。

17、主平面与光轴的交点称为 。

主点8、像方主平面与 的交点称为像方主点'H 。

光轴9、焦距属于沿轴线段,以各自的 为原点判断其符号。

主点10、 焦距可表示式为tguh 。

物方11、光学系统的 可以看作是焦距的另外一种表示形式, 光焦度12、 是指角放大率1+=γ的一对共轭点。

节点13、经过物方节点的光线其共轭光线经过 节点。

像方14、 法主要是应用光学系统基点和基面的性质,通过选用适当的光线或辅助线画出其共轭光线的方法。

图解15、牛顿公式是以各自的为原点确定物、像的具体位置。

焦点16、高斯公式是以为原点来描述物、像的具体位置。

主点17、将一个正单透镜与一个负单透镜进行胶合,称之为透镜。

双胶合18、望远系统是最典型的光学系统,其系统焦点位于无穷远处,焦距为无限大。

无焦19、望远系统的光学间隔=∆。

20、是由两个折射面包围的一种透明介质构成的光学元件,折射面可以是球面、平面或非球面。

透镜21、是指当透镜的厚度与焦距或曲率半径相比是一个很小的数值时,厚度d可忽略不计的透镜。

薄透镜22、透镜主平面与之间的距离为焦距。

焦点23、透镜物与像之间的距离称为。

共轭距24、筒长L是指第一个光组到之间的距离。

像面(或像平面)25、是指系统最后一面到像平面之间的距离。

后工作距离26、按照透镜形状的不同,正透镜又可分为透镜、平凸透镜及月凸透镜,双凸27、负透镜又分为透镜、平凹透镜及月凹透镜,其特征是中心厚度比边缘厚度薄。

国科大应用光学作业答案_1-7_

国科大应用光学作业答案_1-7_

1、根据费马原理证明反射定律。

答案:略2、某国产玻璃的n C=1.51389, n d=1.5163, n F=1.52195,计算其阿贝数,并查出该玻璃的牌号。

答案:V=64.06、K93、求图1-5的入射角i1。

答案:25.81︒4、已知入射光线A的三个方向余弦为cosα、cosβ、cosγ,反射光线A'的三个方向余弦为cosα'、cosβ'、cosγ',求法线方向。

答案:cosα'-cosα、cosβ'-cosβ、cosγ'-cosγ5、有一光线o o=+A i j入射于n=1和n'=1.5的平面分界面上,平面cos60cos30的法线为o oN i j,求反射光线A'和折射光线A''。

cos30cos60=+答案:略6、有一光线以60︒的入射角入射于n=点反射和折射的光线间的夹角。

答案:90︒7、在水中深度为y处有一发光点Q,作QO面垂直于水面,求射出水面折射线的延长线与QO交点Q '的深度y'与入射角i的关系。

答案:'y=1、一个玻璃球直径为400mm,玻璃折射率为1.5。

球中有两个小气泡,一个在球心,一个在1/2半径处。

沿两气泡连线方向,在球的两侧观察这两个气泡,它们应在什么位置?如在水中观察(水的折射率为1.33)时,它们又应在什么位置?答案:空气中:80mm、200mm;400mm、200mm水中:93.99mm、200mm;320.48mm、200mm2、一个折射面r=150mm, n=1, n'=1.5,当物距l=∞, -1000mm, -100mm, 0, 100mm, 150mm, 1000mm时,横向放大率各为多少?答案:0、-3/7、3/2、1、3/4、2/3、3/133、一个玻璃球直径为60mm,玻璃折射率为1.5,一束平行光射到玻璃球上,其汇聚点在何处?答案:l'=15mm4、一玻璃棒(n=1.5),长500mm,两端面为凸的半球面,半径分别为r1=50mm, r2= -100mm,两球心位于玻璃棒的中心轴线上。

应用光学第二章例题

应用光学第二章例题

第二章 例 题例题2.1 凸平透镜r 1=100mm ,r 2=∞,d=300mm ,n=1.5,当物体在-∞时候,1)求高斯像面的位置;2)在平面上刻十字,问其共轭像在什么位置;3)当入射高度为h=10mm ,问光线的像方截距是多少?和高斯像面相比相差多少?说明什么问题?解:1)根据近轴光线光路计算公式可以求出高斯像面的位置。

将1111,' 1.5,1,100l n n r mm =-∞===代入单个折射球面成像公式'''n n n n l l r--=,可以求得1'300l mm =。

又由题意d=300mm ,发现此时所成的像在凸平透镜的第二面上。

2)由光路可逆原理知道,若在平面上刻十字,其共轭像应在物方 -∞处。

3)当入射高度为h=10mm 时,光路如下图所示:此时利用物在无限远时,L =−∞时, 公式sin sin 'sin '''sin ''(1)sin 'h I r n I I n U U I I I L r U ⎧=⎪⎪⎪=⎪⎨⎪=+-⎪⎪=+⎪⎩中的第一和第四式求解得: ※ 光线经过第一面折射时,11110sin 0.1100h I r ===,所以1 5.739o I =。

又11111sin 'sin 0.10.06667' 1.5n I I n ==⨯=,所以1'arcsin 0.06667 3.822o I ==,1111''(0 5.739 3.822) 1.9172o o U U I I =+-=+-=,1111sin '0.0667'11001299.374sin '0.0334547I L r mm U ⎛⎫⎛⎫=⨯+=⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。

※ 光线再经过第二个面折射,21'0.626L L d mm =-=-,21' 1.9172o I U -==,则2222sin 'sin 1.5sin1.91720.05018'o n I I n ==-=-,2' 2.87647o I =-。

应用光学习题第二章

应用光学习题第二章

该题中得到实像点时,采用的就是虚物成实像的形式(会聚光入射)
a.
正弯月单透镜r1
0,r2 r1 r2
0
r1 r2,所以第一个面对球心C1点在C2点的左边
i) 若透镜第二个面的球心C2恰好是第一个面的不晕点。
ii)那么过不晕点的共轭点S1的光线则过C2点
iii )对于第二个面来说,过球心的光线保持方向不变,
答: 根据不晕条件,物像点在透镜的同一侧,所以不晕透镜分两种情况,
一种是实物成虚像,一种是虚物成实像。
该题中 l =-60 mm<0 所以属于实物成虚像的情况。
(1) 如果是正弯月型透镜
1 2
n1l1 ' n1 ' l1
n2l2 ' n2 'l2
l1' nl2 ' l1' l2 ' 1 1 nl1 l2 l1 l2 1.5
正弯月单透镜构成不晕透镜C(2 S1,S2,S2)
n1 1
n2 1
S1
C1 C2
n
l2 l2
r1
l1
r2 l1
同心球面透镜构成不晕透镜C(2 C1,S1,S1,S2,S2)
n1 1
n2 1
C1
C2
n
r1
r2
l1 l1 l2 l2
编 号 2_005 出处 P193_9
证明同心透镜的光焦度
y' nu n sin u
y n'u' n'sin u'
所以n'y' sin u' ny sin u满足正弦条件
编 号 2_007 答:(接上一页)
(b)forl r,也就是说i' i 0,u u',sinu sin u'

最新《应用光学》第二版 胡玉禧 第二章 作业参考题解

最新《应用光学》第二版 胡玉禧 第二章 作业参考题解

第二章作业参考题解1. P.53习题2-2;解:依题意作图如图。

mm r 50=,n=1.5 ,n '=1 1)对球心处气泡,mm l 50'=,据rnn l n l n -=-''' 将数值代入解得 mm l 50=;2)对球心与前表面间的一半处气泡,mm l 25'=,据rn n l n l n -=-''',将数值代入得 505.115.1251-=-l ,解得:mm l 30=2. P.54习题2-6(c),(d),(f );3. 用作图法求下列各图中物体AB 的像A ′B ′4. P.54习题2-7l 1 l 2rAH H ′F ′ (c ) A ′ F FH H ′ (d )F ′AA ′F 1 (f )F 2′AA ′ F 1′F 2B F AH H ′ F ′ (a )A ′B ′ A ' B 'H H ′ (b )FF ′ ABFA 'B ' H H ′ F ′ABA 'B 'H ′ H (a )F F ′ A B5. P.55习题2-10 解: 据题意有2111-=-=x f β (1) 122-=-=x f β (2) 10012+=x x (3) 联立(1)(2)(3)式解得 )(100mm f -=; 或据 ''f x -=β 和题目条件可以解得 )(100'mm f = (说明:本题也可以用高斯公式求解) 6. P.55习题2-13解:由于两透镜密接,故d = 0 , 所求 ''x f f x L ++--= ,或 'l l L +-=把透镜看成光组,则此为双光组组合问题。

可由∆-='''21f f f 和∆=21f f f 计算组合后系统的焦距:)(31005010050100'''21mm f f f =+⨯-=∆-= ,)(310050100)50(10021mm f f f -=---⨯-=∆= 又 (法一)101''-=-=-=x f f x β, 所以 )(310'101'mm f x =-= ,)(3100010mm f x -== )(3.403312103103100310031000''mm x f f x L ≈=+++=++--=又 (法二)101'-==l l β, 所以 '10l l -= ,代入高斯公式得 1003'1011=--'l l 解得 )(311031001011'mm l =⨯=, )(31100'10mm l l -=-=所以 )(3.40331210311031100'mm l l L ≈=+=+-=7. P.55习题2-18解:据题意透镜为同心透镜,而r 1=50mm ,d =10 mm ,故有 r 2= r 1-d = 40 mm ,所以,由dn r r n dr l H )1()(121-+--=得)(50163.5163.1550010)15163.1()5040(5163.15010mm l H =+--=⨯-+-⨯-=dn r r n dr l H )1()('122-+--=得)(40163.5163.1540010)15163.1()5040(5163.14010'mm l H =+--=⨯-+-⨯-=10)15163.1()5040(5163.1)15163.1(40505163.1)1()()1('221221⨯-+-⨯-⨯⨯=-=-+--=f d n r r n n r nr f)(37168.587163.56.3032665656.2828656.76.3032mm -=-=+-=绿叶对根的情意——学会与父母沟通【教学对象】初中二年级【教学时间】一节课,40分钟 【教学理念分析】人际交往和沟通是个体社会和人格发展成熟的重要标志。

王文生——应用光学习题集答案

王文生——应用光学习题集答案

王⽂⽣——应⽤光学习题集答案习题第⼀章1、游泳者在⽔中向上仰望,能否感觉整个⽔⾯都是明亮的?(不能,只能感觉到⼀个明亮的圆,圆的⼤⼩与游泳都所在的⽔深有关,设⽔深H ,则明亮圆半径HtgIc R =)2、有时看到窗户玻璃上映射的太阳光特别耀眼,这是否是由于窗玻璃表⾯发⽣了全反射现象?答:是。

3、⼀束在空⽓中波长为nm 3.589=λ的钠黄光从空⽓射⼊⽔中时,它的波长将变为多少?在⽔中观察这束光时其颜⾊会改变吗?答:'λλ=n ,nm 442'=λ不变 4、⼀⾼度为m 7.1的⼈⽴于路灯边(设灯为点光源)m 5.1远处,路灯⾼度为m 5,求⼈的影⼦长度。

答:设影⼦长x ,有:57.15.1=+x x ∴x=0.773m 5、为什么⾦钢⽯⽐磨成相同形状的玻璃仿制品显得更加光彩夺⽬?答:由于⾦钢⽯折射率⼤,所以其临界⾓⼩,⼊射到其中的光线⼤部分都能产⽣全反射。

6、为什么⽇出或⽇落时太阳看起来稍微有些发扁?(300例P1)答:⽇出或⽇落时,太阳位于地平线附近,来⾃太阳顶部、中部和底部的光线射向地球⼤⽓层的⼊射⾓依次增⼤(如图)。

同时,⼤⽓层密度不均匀,折射率⽔接近地⾯⽽逐渐增⼤。

当光线穿过⼤⽓层射向地⾯时,由于n 逐渐增⼤,使其折射⾓逐渐减⼩,光线的传播路径就发⽣了弯曲。

我们沿着光线去看,看到的发光点位置会⽐其实际位置⾼。

另⼀⽅⾯,折射光线的弯曲程度还与⼊射⾓有关。

⼊射⾓越⼤的光线,弯曲越厉害,视觉位置就被抬得越⾼,因为从太阳上部到下部发出的光线,⼊射⾓依次增⼤,下部的视觉位置就依次⽐上部抬⾼的更多。

第⼆章1、如图2-65所⽰,请采⽤作图法求解物体AB的像,设物像位于同⼀种介质空间。

图2-652、如图2-66所⽰,'MM为⼀薄透镜的光轴,B为物点,'B为像点,试采⽤作图法求解薄透镜的主点及焦点的位置。

BMB 'M ′ BM M ′B' ●●●●(a) (b)图2-663、如图2-67所⽰,已知物、像的⼤⼩及位置,试利⽤图解法求解出焦点的位置,设物、像位于同⼀种介质空间。

物理光学与应用光学习题解第二章

物理光学与应用光学习题解第二章

第二章习题2-1. 如图所示,两相干平行光夹角为α,在垂直于角平分线的方位上放置一观察屏,试证明屏上的干涉亮条纹间的宽度为: 2sin2αλ=l 。

2-2. 如图所示,两相干平面光波的传播方向与干涉场法线的 夹角分别为0θ和R θ,试求干涉场上的干涉条纹间距。

2-3. 在杨氏实验装置中,两小孔的间距为0.5mm ,光屏离小孔的距离为50cm 。

当以折射率为1.60的透明薄片贴住小孔S2时,发现屏上的条纹移动了1cm ,试确定该薄片的厚度。

2-4. 在双缝实验中,缝间距为0.45mm ,观察屏离缝115cm ,现用读数显微镜测得10个条纹(准确地说是11个亮纹或暗纹)之间的距离为15mm ,试求所用波长。

用白光实验时,干涉条纹有什么变化?2-5. 一波长为0.55m μ的绿光入射到间距为0.2mm 的双缝上,求离双缝2m 远处的观察屏上干涉条纹的间距。

若双缝距离增加到2mm ,条纹间距又是多少?2-6. 波长为0.40m μ~0.76m μ的可见光正入射在一块厚度为1.2×10-6 m 、折射率为1.5的薄玻璃片上,试问从玻璃片反射的光中哪些波长的光最强?2-7. 题图绘出了测量铝箔厚度D 的干涉装置结构。

两块薄玻璃板尺寸为75mm ×25mm 。

在钠黄光(λ=0.5893m μ)照明下,从劈尖开始数出60个条纹(准确地说是从劈尖开始数出61个明条纹或暗条纹),相应的距离是30mm ,试求铝箔的厚度D = ?若改用绿光照明,从劈尖开始数出100个条纹,其间距离为46.6 mm ,试求这绿光的波长。

2-8. 如图所示的尖劈形薄膜,右端厚度h 为0.005cm ,折射率n = 1.5,波长为0.707m μ的光以30°角入射到上表2-1题用图2-2题用图2-7题用图2-8题用图面,求在这个面上产生的条纹数。

若以两块玻璃片形成的空气尖劈代替,产生多少条条纹?2-9. 利用牛顿环干涉条纹可以测定凹曲面的曲率半径,结构如图所示。

眼视光应用光学期末复习

眼视光应用光学期末复习

第二章一、选择题1、关于全反射现象,下列说法正确的是( )A.光线由光疏介质向光密介质传播时可能发生全反射B.光线由光密介质向光疏介质传播时可能发生全反射C.光线由光疏介质向光密介质传播时一定发生全反射D.光线由光密介质向光疏介质传播时一定发生全反射答案:B2、下列能成完善像的光学系统是()A.平面折射系统B.平面反射系统C.球面折射系统D.球面反射系统答案:B3、若物位于凹面反射镜的焦点和曲率中心之间,则下列说法正确的是()A.成倒立放大实像B.成倒立缩小实像C.成正立放大虚像D.成倒立缩小虚像答案:A4、关于棱镜片下列说法正确的是()A.改变光线方向,不改变光束的聚散度B.不改变光线方向,改变光束的聚散度C.光线方向和光束的聚散度都改变D.光线方向和光束的聚散度都不改变答案:A5、实物通过平面反射镜所成的像为()A.实像B.虚像C.实像和虚像均有可能D.实像和虚像重叠答案:B6、若物位于凹面反射镜的焦点和顶点之间,则下列说法正确的是()A.成倒立缩小实像B.成倒立放大实像C.成倒立缩小虚像D.成正立放大虚像答案:D7、平面反射光学系统的横向放大率( )A.小于1B.大于1C.等于1D.以上都不对答案:D8、对于单球面近轴折射成像系统,若凹面侧的折射率大于凸面侧的折射率,下列说法正确的是()A.该系统为发散型B.该系统为会聚型C.是发散型还是会聚型与物点的位置有关D.是发散型还是会聚型与像点的位置有关正确答案:B9、关于球面折射光学系统成像,下列说法正确的是()A.能成完善的像B.不能成完善的像C.能否成完善像要依据条件而定D.部分成完善的像正确答案:B10、两个节点是一对()A.角放大率为+1的共轭点B.角放大率为-1的共轭点C.角放大率>1的共轭点D.角放大率正确答案:A11、关于理想光学系统,下列说法正确的是()A.主平面是横向放大率大于1的一对共轭面B.主平面是横向放大率小于1的一对共轭面C.主平面是横向放大率为-1的一对共轭面D.主平面是横向放大率为+1的一对共轭面正确答案:D二、简答题12、简述折射定律;13、简述反射定律;第三章1、人眼的瞳孔相当于()A.入瞳B.出瞳C.孔径光阑D.透镜答案:C2、当物点在垂直光轴方向上下移动时,系统的孔径光阑()A.增大B.减小C.不变D.无法判断答案:C3、以下关于景深和焦深的描述,错误的是()A.景深是能在像平面上获得清晰像的物空间深度B.焦深是能成清晰像的像空间深度C.眼的分辨率越大,景深越小D.焦深增大,眼的分辨率就增大答案:B4、视场光阑经它前面的光学系统所成的像为()A.入瞳B.出瞳C.入射窗D.出射窗答案:C5、大多数望远镜和显微镜的孔径光阑都位于()A.物镜B.目镜C.物镜和目镜之间D.无法判断答案:A6、视场光阑所限制的成像物体的实际大小称为()A.物方视场B.像方视场C.物方视场角D.像方视场角答案:A7、光学系统中的孔径光阑和视场光阑的关系是()A.孔径光阑可作为视场光阑B.视场光阑也作为孔径光阑C.孔径光阑一般就是视场光阑D.孔径光阑和视场光阑两者不能合一答案:D8、以下关于主光线的描述,错误的是()A.通过入瞳中心B.通过出瞳中心C.通过孔径光阑中心D.通过光学系统的节点答案:D9、摄影时,有的摄像师会在镜头前面挂上窗纱,其主要作用是()A.减少光线通过B.增加图像清晰度C.增加景深D.减小景深答案:C10、瞳孔缩小的时候()A.景深增加B.景深减小C.焦距增加D.焦距减小答案:A二、简答题11、简述什么是入射光瞳和出射光瞳孔;12、简述什么是景深和焦深;第四章一、选择题1、球差与下面那项因素有关()A.孔径角B.视场大小C.物距D.离轴距离答案:A2、如图,是轴外点以宽光束经过光学系统成像时产生的像差,该像差是()A.球差B.慧差C.场区D.色差答案:B3、如图,物面上轴外区域中的一个很小的“十”字图案经过光学系统成像后,在子午像面和弧矢像面分别在不同方向上成清晰的像,其中在子午面内,“十”字线的哪个方向成像清晰()A.水平方向B.垂直方向C.任何方向D.主轴方向答案:A4、以下哪个是枕型畸变()A. B. C. D.答案:A5、以下哪个是桶型畸变()A. B. C. D.答案:B6、缩小光学系统的孔径光阑,哪些像差会得到改善()A.球差、像散B.像散、场曲C.球差、彗差D.彗差、畸变答案:C7、如图,轴上点以宽光束成像时产生的像差为()A.球差B.慧差C.场区D.色差答案:A8、轴外点以宽光束经过光学系统成像时,会产生慧差,慧差包括()A.子午慧差和垂轴慧差B.弧矢慧差和纵向慧差C.弧矢慧差和子午慧差D.垂轴慧差和纵向慧差答案:C9、如图,物面上轴外区域中的一个很小的“十”字图案经过光学系统成像后,在子午像面和弧矢像面分别在不同方向上成清晰的像,造成这种现象的原因是()A.像散B.场曲C.畸变D.色差答案:B10、单球面折射镜有几对无球差的共轭点()A.1对B.2对C.3对D.以上选项都不对答案:C11、在7种几何像差中,不影响成像清晰度的有几种()A.1种B.2种C.3种D.以上选项都不对答案:B12、在7种几何像差中,对轴上点成像产生圆形弥散斑的有几种()A.1种B.2种C.3种D.以上选项都不对答案:B二、简答题13、简述什么是场曲;14、简述什么是位置色差;第五章一、选择题1、在均匀透明介质中,如果不考虑光能损失,则位于同一条光线上的各点,在光线进行的方向上光亮度()A.不变B.变强C.变弱D.以上都不对答案:A2、在理想成像时,由物点A 发出的光线均通过像点A ',因此物和像的光亮度B 和B '之间的关系为( )A .3B B n n '⎛⎫'= ⎪⎝⎭B .3B B n n ⎛⎫'= ⎪'⎝⎭C .2B B n n '⎛⎫'= ⎪⎝⎭D .2B B n n ⎛⎫'= ⎪'⎝⎭ 答案:C3、下列说法正确的是( )A .光照度定义为单位面积上所接受的辐射强度的大小B .光照度的单位是流明(lm )C .1lx 等于21m 面积上发出或接收1lm 的光通量D .光亮度的单位是勒克斯(lx )答案:C4、颜色有三种特性,其中不包括( )A .明度B .色调C .彩度D .色温答案:D5、假定在折射率为1n 的介质内,入射光束的光亮度为1B ;在折射率为2n 的介质内,假设折射光束的光亮度为2B ,则( )A .212221B B n n =B .222211B B n n =C .1221B B n n = D .2211B B n n =答案:B6、在实际光学系统中,当物像空间介质相同时,下列说法正确的是()A.像的光亮度永远等于物的光亮度B.像的光亮度可能等于物的光亮度,视具体情况C.像的光亮度永远大于物的光亮度D.像的光亮度永远小于物的光亮度答案:D7、以下叙述正确的是()A.光通量的单位是cd,发光强度的单位是lm,光照度的单位是nt,光亮度的单位是lx B.光通量的单位是lm,发光强度的单位是cd,光照度的单位是lx,光亮度的单位是nt C.光通量的单位是lx,发光强度的单位是cd,光照度的单位是lm,光亮度的单位是nt D.光通量的单位是lm,发光强度的单位是nt,光照度的单位是lx,光亮度的单位是cd 答案:B8、彩色的纯洁性称为()A.饱和度B.纯度C.明度D.色度答案:A9、人眼只能对可见光产生视觉,下列说法正确的是()A.对黄绿光最不敏感B.对红光和紫光较好C.对红外光全无视觉反应D.对紫外光有视觉反应答案:C10、下列说法正确的是()A.从能量的观点看,光线从光源(发光体)发出,经过中间介质(如大气等)和光学系统,最后到达接收器(如人眼、感光底片、光电元件等)是一个能量传输过程B.研究可见光的测试、计量和计算的学科称为“辐射度学”C.研究X光、紫外光、红外光以及其他电磁波辐射的测试、计量和计算的学科称为“光度学”D.光度学是辐射量度学的一部分或特例,光度学中的光是指全波段光答案:A二、简答题11、简述什么是朗伯定律;12、简述什么是光通量并写出表达式。

应用光学答案(二、三、六、九)

应用光学答案(二、三、六、九)
f 2 由牛顿公式计算:xx ff x x
x -∞ -10 -8 -6 -4 -2
x´(mm) 0焦平面 0.563 0.703 0.938 1.41 2.81
景物越远,像面越近
摄近景,镜头前移, 使镜头焦面前移
七、设物体对正透镜成像,其垂直放大率等于-1, 试求物平面与像平面的位置,并用作图法验证。
即物距焦距为25 mm ,物镜离开物平面的距离为30 mm (5 25). l 2、由题知 l l 180 , 5 l 求得:l 30 mm , l 150 mm 1 1 1 套用物像关系式 , l l f 求得f 25 mm
问题:1、求物镜离物平面距离,不是焦点离物面距离; 2、通常语言表述焦距是指像方焦距,此题不用说符号。
存在的问题: 1、错将x当成了物距L
2、只求出L和L´的关系,或只求出L´,没 有求出与焦距关系,无法作图证明
八、已知显微镜物平面和像平面之间距离为 180mm ,垂直放大 率为-5,求该物镜组的焦距和物镜离开物平面的距离(不考虑 物镜组主平面距离)。
-x -f f´

-l l´ 1、由题意知 x f f x x x 2 f 180 f x 因为=- 5 解上两式得:f 25 mm , x 5mm , x f
十一、如果将上述系统用来对 10m 远的物平面成像,用移 动第二组透镜的方法,使像平面位于移动前组合系统的像 方焦平面上,问透镜组移动的方向和移动的距离。

是第十题的继续,因为已经知道各组合透镜之间的关系, 设定一个移动量S,符号自己确定。

依次对第一透镜和第二透镜分别按物像位置高斯公式代 入各量,由此整理求出移动量S,根据你自己的符号标 准判断移动方向。 移动方向是向右移动1.5mm

应用光学【第二章】习题第一部分

应用光学【第二章】习题第一部分

1.一物体在曲率半径12厘米的凹面镜的顶点左方4厘米处,求像的位置及横向放大率,并作出光路图。

2.一直径为4厘米的长玻璃棒,折射率为1.5,其一端磨成曲率半径为2厘米的半球形。

长为0.1 厘米的物垂直置于棒轴上离棒的凹面顶点8厘米处。

求像的位置及大小。

并作出光路图。

3.一玻璃半球的曲率半径为R,折射率为1.5,其平面的一边镀银。

一物高为h,放在曲面顶点2R处,求(1)由曲面所组成的第一个像的位置。

(2)这一光具所组成的最后的像在那里?4.证明:光线相继经过几个平行分界面的多层介质时,出射光线的方向只与入射方向及两边的折射率有关,与中间各层介质无关。

应用光学【第二章】习题第二部分

应用光学【第二章】习题第二部分
5、一个折射率为1.5的玻璃球,半径R,置于空气中。 近轴成像时,问: (1)无穷远处的物成像在何处? (2)物在球前2R处,成像在何处?
n玻璃=1.5 P -s1 O1 R O2 s2’ s2 s1’ P’
P1’
1
n玻璃=1.5
解:
n' n n'n l' l r
-s1
O1
R s1’
O2 P’ s2’ s2
1 1 n f2 ' r2 1 f' f1 ' f 2 '
f1 ' f 2 d
1 1 n 1d n 1 r r nr r 1 2 12
d 0 薄透镜焦距公式
6
解:
1 f1 f 2 已知: f
d
H1 H1’ H2 H2’
d LH1H f1 1.25cm d LH 2 'H' f 2 ' 0.83cm
10
f1 ' f 2 d
并且: f1 f1 ' 和
f2 f2 '
1 f1 1 f1 ' 1 d f 2 f1 f 2 1 d f 2 ' f1 ' f 2 '
1 f 2 f1 ' d f 2 f1 d f f1 f 2 f1 f 2 f 2 f1 ' d f 2 ' f1 ' d 1 f' f1 ' f 2 ' f1 ' f 2 '
球 面 1 :
1 1 n f1 r1 1 n 1 f1 ' nr1
球 面 2 :

应用光学试题(第二章)

应用光学试题(第二章)

应用光学试题第二章一、填空题(建议每空1分)(请同学们不要写错别字,数字不要用大写,术语要标准,否则按错处理,不要用科学记数法如4101⨯)I 级I 级1空1、 焦点又称为后焦点或第二焦点。

像方2、过像方焦点'F 作一垂直于光轴的平面即为 焦平面。

像方3、像方焦点'F 是像方焦平面上的一个特殊点,该点对应的是物方孔径角=u 度的一束平行于光轴的平行光。

4、从物方焦点F 发出的光经过系统后均为平行于 的光。

光轴5、过 作垂直于光轴的平面称为物方焦平面。

物方焦点6、垂轴放大率为=β 倍的这对共轭平面为主平面(简称主面)。

17、主平面与光轴的交点称为 。

主点8、像方主平面与 的交点称为像方主点'H 。

光轴9、焦距属于沿轴线段,以各自的 为原点判断其符号。

主点10、 焦距可表示式为tguh 。

物方11、光学系统的 可以看作是焦距的另外一种表示形式, 光焦度12、 是指角放大率1+=γ的一对共轭点。

节点13、经过物方节点的光线其共轭光线经过 节点。

像方14、 法主要是应用光学系统基点和基面的性质,通过选用适当的光线或辅助线画出其共轭光线的方法。

图解15、牛顿公式是以各自的为原点确定物、像的具体位置。

焦点16、高斯公式是以为原点来描述物、像的具体位置。

主点17、将一个正单透镜与一个负单透镜进行胶合,称之为透镜。

双胶合18、望远系统是最典型的光学系统,其系统焦点位于无穷远处,焦距为无限大。

无焦19、望远系统的光学间隔=∆。

20、是由两个折射面包围的一种透明介质构成的光学元件,折射面可以是球面、平面或非球面。

透镜21、是指当透镜的厚度与焦距或曲率半径相比是一个很小的数值时,厚度d可忽略不计的透镜。

薄透镜22、透镜主平面与之间的距离为焦距。

焦点23、透镜物与像之间的距离称为。

共轭距24、筒长L是指第一个光组到之间的距离。

像面(或像平面)25、是指系统最后一面到像平面之间的距离。

后工作距离26、按照透镜形状的不同,正透镜又可分为透镜、平凸透镜及月凸透镜,双凸27、负透镜又分为透镜、平凹透镜及月凹透镜,其特征是中心厚度比边缘厚度薄。

应用光学习题

应用光学习题

' 2
)x

(l1'
xF'
dxF'

f
' 2
xF'

f
' 2
2
)

0
当d 21.13时
x
' F


f2
f
' 2


2500 78.87

86.595
x2 58.725x 86.597 0
x1 1.51 x2 57.2115
12. 由两个透镜组成的一个倒像系统,设第一组透 镜的焦距为f1′,第二组透镜的焦距 为f2′, 物平面位于第一组透镜的物方焦面上,求该倒像 系统的垂轴放大率。

5010 1.5163(40 50) _(1.5163 1) 10

50
l'H

n(r1
r2d r2 ) (n 1)d

40
11 1

l
' 2
l2
f
' 2
l2'

L
(d

)

xF'

f
' 2

1
l
' 2

1 l2

1
f
' 2
f
' 2
(l
2

l
' 2
)

l
2
l
' 2
f
' 2
(l1'
d
x
x
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个面对不晕像点。
n2 n2 n 1 l2 r2 r2 n2 n n2 n2 l2 r2 n 1r2 n2
1 n n 1 n 1 r1 - r2 r1 r2 n n n 由于 d始终都是大于零的,所 以r1 r2 (由于 r1 0,r2 0,且 r1 r2,该透镜为负弯月型透 镜)
1 n2
S1
S1与S2重合,所以 r2 l2 l2
d l1 l2
n
r1
C1 l2 l2 l1 r2 l1
C2
n1 n1 1 n 而 l1 r1 r1 n1 n 1 n d r1 r2 n
b. 同心球面透镜 物像点重合且位于两个 球面的共同曲率中心 C1,C 2点上Leabharlann 所以编号出处
2_004
P193_7
什么是不晕透镜?当透 镜成无球差点实像点时 ,应采用 什么样的结构形式 ?
答: ( 1)所谓不晕透镜,是轴 上物点单色光成像时, 不产生球差的透镜
(2) 由于不晕条件,物象点 在透镜的同一侧,所以 不晕透镜 分为两种情况:一种是 实物成虚像,而另一种 是虚物成实像。 该题中得到实像点时, 采用的就是虚物成实像 的形式(会聚光入射) r1 0,r2 0 a. 正弯月单透镜 r1 r2 r1 r2,所以第一个面对球心 C 1点在 C2点的左边
,S2,S 同心球面透镜构成不晕 透镜C ( ,S1,S1 2 C1 2)
n1 1
1 n2
C1 C2
n
r1 l1 l1 r2 l2 l2
,S2与S2重合 S1,S1 d r1 r2
编号
出处
2_005
P193_9
n 1 1 1 证明同心透镜的光焦度 。 n r1 r2
所以单球面反射镜只有 两个不产生球差 的点。
编号
出处
2_003
P193_6
设球面半径 r 50m m, 两边折射率分别是 n 1, n' 1.5。 当物分别位于球心和不 晕点时,求成像系统的 线性放大 倍率。
答:( 1)当物体位于球心时,
l l' r -50m m nl' 2 n' l 3 (2) 当物位于不晕点时, 由不晕点条件 n n' 1 1.5 r (50) 125m m n 1 n n' 1 1.5 250 l' r (50) mm n' 1.5 3 250 1 nl' 3 4 n' l 1.5 125 9 l
1 1 r1 r2 n 1 1 n n 1 r -r - n r r 1 2 1 2 1 1 n 12 1 1 n 1 1 n 1 r -r - n r1 r2 r r n 1 r -r 1 n 1 2 1 2 1 2 n 1 1 1 - n r1 r2
i) 若透镜第二个面的球心 C2恰好是第一个面的不晕 点。 ii) 那么过不晕点的共轭点 S1的光线则过 C2点 iii)对于第二个面来说, 过球心的光线保持方向 不变, 不产生球差
编号
出处
2_004
P193_7
答:(接上一页)
n1 1
,S2,S 正弯月单透镜构成不晕 透镜C ( 2 S1 2)
答: 因为是同心透镜 , 所以两个折射球面的曲 率中心 C1,C 2重合 d 那么由组合系统的光焦 度公式,可以得到 1 2 - 1 2 n1
由单折射率球面光焦度 公式 代入组合系统公式得 n' n , r 1 n 1 r1 2 1 n , r2
编号
出处
2_006
P193_10
n 1 1 1 证明双不晕球面透镜的 光焦度 2 。 n r1 r2
答: 双不晕球面透镜 : 物在第一个球面的不晕 点上,过第一个球面后
像点在第二个球面的不 晕物点上,出射光与光 轴焦点恰好是第二
n1 n1 由不晕点条件 l1 r1 1 n r1 n1 n1 n1 1 n l1 r1 r1 n1 n 与S2点重合 由于 S1 所以 d l1 l2
编号
出处
2_002
P193_5
答:(接上一页)
i 0,而u 0,r 0, l r 0 又 i' 0, l ' r 通过球心的光线不发生 偏折, 所以不管多大孔径角 u都不产生球差。
lr
(3) i 'u 0
i' u
由 u i u ' i ' i' u u' i 由 l r i i n' n 1 r u i' n n l ' r i ' i ' n n 而 1 r u ' i n' n 这种情况与( 1)相同 l 0 l' 0
编号
出处
2_002
P193_5
与单折射球面相对照,球面反射镜存在几个无球差 点?
答:单折射球面的球差分布 系数公式
SI nuli(i i ' )(i 'u ) 若是单反射球面镜,则 把n' n,代入上面公式得 单反射球面镜球差分布 系数公式 S I反 nuli(i i ' )(i 'u ) S I反 0时,反射球面镜不产生 球差。 ( 1) 当l 0,则 l ' 0时,物象点在球面顶点 时不产生球差。 (2) 当i i ' 0,此时只有 i i' 0才能满足 i i' 也就是说,物光过反射 球面的球心,物象点位 置恰好在球心的位置 lr i r u l ' r i ' u' r
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