工程光学10级A试卷
工程光学习题答案(附试题样本)
第一章习题
1、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。
解:
则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s,
当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s,
当光在火石玻璃中,n=1.65时,v=1.82 m/s,
当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s,
当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s。
2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像,若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距离为x,则可以根据三角形相似得出:
所以x=300mm
即屏到针孔的初始距离为300mm。
3、一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少?
解:令纸片最小半径为x,
则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为:
(1)
其中n2=1, n1=1.5,
同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为:
(2)
联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。
工程光学试卷A
学院 系 班级 学号 姓名
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扬州大学试题纸
( 2011 - 2012学年第 2 学期)
能源与动力工程 学院 测控10 班(年)级课程 工程光学 (A )卷
一、选择题:(每小题2分,共10分)
1.发生全反射现象的必要前提是( ):
A) 光线由光疏介质到光密介质传播 B) 光线由光密介质到光疏介质传播 C) 光线在均匀介质中传播 D) 以上情况都可能产生 2.不影响成像清晰度的像差是( ): A) 球差 B) 慧差 C) 畸变 D) 色差
3.以下几种初级像差中,当视场很小时就要考虑的是( ): A) 慧差 B) 像散 C) 场曲 D) 畸变 4.棱镜系统中加入屋脊面,其作用是( ):
A 改变光轴的方向 B) 改变主截面内像的方向 C) 改变垂轴于主截面方向上像的方向 D) 以上都正确
5.光学系统中场镜的作用是( ):
A) 改变成像光束的位置 B) 减小光学零件的口径 C) 不改变像的成像性质 D) 以上都正确
二、填空题:(每小题2分,共10分)
1.几何光学三个基本定律是: , , 。 2.在空气和折射率为2的介质界面上发生全反射的临界角是 。 3.入瞳孔径越小,则景深越 ;对准平面距离越远,则景深越 。 4.理想光学系统中,与像方焦点共轭的物点是 。
工程光学期末考试试题总结
1.一根折射率为1.50的玻璃棒,在其两端磨园并抛光成半径为5cm的球面,当一物放置于
棒轴上离一端20cm处时,最后的像成在离另一端40cm处,此棒的长度为多少?(5分) 2.一束平行细光束入射到一半径为r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上,若在凹面镀上反射
膜,求其会聚点的位置?(5分)
3.一个半径为的600mm的薄壁玻璃球盛满水,若将一条鱼放置玻璃球中,当鱼游到据球面
200mm位置时,求正面观察时,人眼看到的鱼像的位置及像的放大率。玻璃壁的影响可忽略不计,水的折射率n=1.33。(5分)
4.设一系统位于空气中,垂轴放大率为-10倍,由物面到像面的距离(共轭距离)为7200mm,
物镜两焦点间距离为1140mm,求物镜焦距,并绘出基点位置图。(5分)
5.已知一个透镜把物体放大-3倍投影早屏幕上,当透镜向物体移近18mm时,物体将被
放大-4倍,试求透镜的焦距,并用图解法校核之。(5分)
6.希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜,焦距f'=1200mm,由物镜顶点到像面的距离
(筒长)L=700mm,由系统最后一面到像平面的工作距离(工作距)l k’=400mm,按最简单结构的薄透镜系统考虑,求系统结构,并画出光路图。(5分)
7.有三个薄透镜,其焦距分别为f1’=100mm,f2’=50mm,f3’=-50mm,d1=10mm,d2=10mm,求组
合系统的基点位置。(5分)
8.有三块薄透镜焦距,分别为f1'=100mm,f2=50mm,f3'=-50mm,其d1=10mm,d2=10mm,
工程光学习题答案附试题
第一章习题
1、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。
解:
则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s,
当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s,
当光在火石玻璃中,n=1.65时,v=1.82 m/s,
当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s,
当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s。
2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像,若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距
离为x,则可以根据三角形相似得出:
所以x=300mm
即屏到针孔的初始距离为300mm。
3、一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少?
解:令纸片最小半径为x,
则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为:
(1)
其中n2=1, n1=1.5,
同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为:
(2)
联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。
2012安徽大学工程光学试卷A
三、简答题(每小题 5 分,共 15 分) 1)试解释夜景为什么带有偏蓝的冷色调?
得分
2)举例说明远心光路的意义和应用。
3)一块折射率为 1.5 的等腰直角棱镜浸没在折射率为 1.33 的水中,光从一个直角棱面垂直 入射,问在反射面上能否发生全反射?根据是什么?并简述发生全反射时的特点。
第 3 页
共 6页
四、作图题(每小题 3 分,共 12 分) 得分 1)用几何作图法求物体 AB 的像。
2)求作入瞳、出瞳、出窗、入窗和主光线。
3)判别空间直角坐标系 o-xyz 经过棱镜反射后,出射坐标系统各坐标轴的方向。
第 4 页
共 6页
五、计算题(共 38 分)
得分
1) 设一系统位于空气中,垂轴放大率β=-10,由物面到像面的距离为 7200mm,物镜两焦点 距离为 1140mm,求物镜焦距,并作出基点位置图。 (共 9 分)
7)某透明介质对空气反射的临界角为 60°,则该介质的折射率为 向该介质时的布儒斯特角为 。
8)用垂轴放大率来判断物、像虚实关系时:当β>0 时 _________,β<0 时 __________。 9)物、像位置相对于光学系统的 ___________ 来确定的称为牛顿公式,相对于光学系统的 ___________来确定的称为高斯公式。 10)在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻常光和非常光的____________ 相等,这一方向称为晶体的光轴。只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体。
工程光学题库(标记版本)
一、 填空题
1、光的折射定律数学表达式为__f a λ'__________________ ,反射定律可看作是折射定律在
__________时的一种特殊情况。
2、当保持入射光线的方向不变,而使平面镜转15°角,则反射光线将转动 角。
3、光线通过平行平板折射后出射光线方向___ ___,但会产生轴向位移量,当平面板厚度为d ,
折射率为n ,则在近轴入射时,侧移量为_____________ 。
4、两列波相干的条件 ____ ___________ ,_____________ _ , _______ __________ 。
5、单个折射球面横向放大率β= ,当-1<β<0时,成像性质
为 。
6、1/4波片的附加相位差为_________________,线偏振光通过1/4波片后,出射光将变为
___________________ 。
7、光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生________________。
n e <n o 的单轴晶体称为______________。
8、在光的衍射装置中,一般有光源、衍射屏、观察屏,则衍射按照它们距离不同可分为两类,
一类为________ ,另一类为___________ 。
9、假设光波的偏振度为p ,则p=0时表示____ ____ ,p=1时表示_____ ___
__ ,0<p<1时表示_____ _____ 。
10、在迈克尔逊干涉仪中,用单色光源直接照明,若反射镜M 1,M 2严格垂直,则可观察到
工程光学10级A试卷
⼯程光学10级A试卷
淮海⼯学院
11 - 12 学年第 1 学期⼯程光
学试卷(A 闭卷)
⼀、判断题(对打√,错打×。2分×5=10
分)
1.()光学系统的⼀对主平⾯,是垂轴放⼤率为+1的⼀对共轭⾯。
2.()光从空间⼀点传到另⼀点,是沿光程为极⼤值的路径传播的。
3.()凸透镜⼀定是正透镜,凹透镜⼀定是负透镜。
4.()对称式光学系统,当β= -1时,所有垂轴像差⾃动校正。
5.()若某先⽣佩戴200度的远视眼镜时正合适,则该眼镜的焦距为+200mm 。⼆、选择题(3分×8=24分) 1.()下列不属于物像共轭的点是 A 、物⽅焦点和像⽅焦点 B 、物⽅节点和像⽅节点
C 、物⽅主点和像⽅主点
D 、⼊瞳中⼼和出瞳中⼼ 2.()余弦辐射体是指
A 、向各⽅向的发光强度相等
B 、
向各⽅向的光亮度相等
C 、向各⽅向的光照度相等
D 、向各⽅向的光通量相等
3.()⼀个焦距为50mm 的放⼤镜,,物体经放⼤镜
C 、3.5
放⼤率γ、垂轴放⼤率β和轴向放⼤率α的关系为
A 、γ=Г,β=Г,α=Г2
B 、γ=Г,β=1/Г,α=1/Г2
C 、γ=1/Г,β=Г,α=1/Г2
D 、γ=1/Г,β=1/Г,α=Г2
5.()1w 的单⾊钠灯(λ=0.5893µm ,V(λ)=0.80)与多少⽡的单⾊红灯(λ=0.700µm ,V (λ)=0.0041)对⼈眼的刺激程度等效。
A 、195.12w
B 、683w
C 、0.005125w
D 、0.001464w
6.()将两个焦距分别为1f '和2f '的已知光组组合在⼀起,以下陈述正确的是 A 、若1f '和2f '均为正值,则组合后的光组焦距f '为正
工程光学习题答案
⼯程光学习题答案
⼯程光学习题答案
第⼀章习题及答案
1、已知真空中的光速c=3*108m/s,求光在⽔(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、
⽕⽯玻璃(n=1.65)、加拿⼤树胶(n=1.526)、⾦刚⽯(n=2.417)等介质中的
光速。
解:
则当光在⽔中, n=1.333 时,v=2.25*108m/s,
当光在冕牌玻璃中,n=1.51 时,v=1.99*108m/s,
当光在⽕⽯玻璃中,n=1.65 时,v=1.82*108m/s,
当光在加拿⼤树胶中,n=1.526 时,v=1.97*108m/s,
当光在⾦刚⽯中,n=2.417 时,v=1.24*108m/s。
2、⼀物体经针孔相机在屏上成⼀60mm ⼤⼩的像,若将屏拉远50mm,则像的⼤
⼩变为70mm,求屏到针孔的初始距离。
解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则⽅向
不变,令屏到针孔的初始距离为x,则可以根据三⾓形相似得出:所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。
3、⼀厚度为200mm 的平⾏平板玻璃(设n=1.5),下⾯放⼀直径为1mm 的⾦属
⽚。若在玻璃板上盖⼀圆形纸⽚,要求在玻璃板上⽅任何⽅向上都看不到该⾦属
⽚,问纸⽚最⼩直径应为多少?
解:令纸⽚最⼩半径为x,
则根据全反射原理,光束由玻璃射向空⽓中时满⾜⼊射⾓度⼤于或等于全反
射临界⾓时均会发⽣全反射,⽽这⾥正是由于这个原因导致在玻璃板上⽅看不到
⾦属⽚。⽽全反射临界⾓求取⽅法为:
(1)
其中n2=1, n1=1.5,
同时根据⼏何关系,利⽤平板厚度和纸⽚以及⾦属⽚的半径得到全反射
光信121工程光学考试卷
淮 海 工 学 院13 - 14 学年 第 1 学期 工程光学 试卷(A 闭卷)
题号一二三四五(1)五(2)五(3)五(4)五(5)
总分核分人分值10202510661076100
得分
1、 判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
( )1、光从介质中传播时一定沿直线传播。
( )2、光从一点传播到另一点,其路迹并不随意,而是沿光程为极 值的路径传播的,即光程为极小、极大或稳定值。( )3、无限远点与有限远点的等光程反射面为抛物面。
( )4、眼球等效一架可调焦可变动光圈的照相光学系统,其物像方 空间焦距相等。
( )5、凸透镜一定是正透镜,凹透镜一定是负透镜。
( )6、一束光从一种介质进入另一种介质时,其光亮度不变。( )7、单个折射球面构成的系统,物方主点、像方主点都重合于球 面顶点。
( )8、余弦辐射体是指发光物体在各个方向上的光亮度相同。( )9、对同一种均匀介质,不同波长的光对应的折射率不同,其中 红光对应的折射率比蓝光大。
( )10、显微镜用于测量长度时,在物镜的实像面上放一刻有标尺 的透明分划板,分划板与物镜间距离固定,但物距不一定能 调到使像正好成在分划板上,这样就产生测量误差。解决此 问题的办法是在物镜像方焦面上安放一个视场光阑。
2、 选择题(单选,每题2分,共20分)
( )1、一个物方、像方折射率相同的折射光学系统对实物成像时, 其垂轴放大率 -1〈β〈0,则结论正确的为:
A 、成正立放大的虚像
B 、成倒立缩小的虚像
C 、成倒立缩小的实像
D 、成正立缩小的实像( )2、在光学系统中,下列没有共轭关系的是
工程光学试题
工程光学试题
一.判断(20分,每题2分)
1.在介质中,光沿直线传播。(x)
2.同种光在不同介质中传播速度不同,频率不同。(x)
3.全反射发生的条件是光线从光疏介质射向光密介质。(x)
4.孔径角以光线起算转向光轴,顺时针旋转角度为正,逆时针旋转角度为负。(x)
5.在共轴球面光学系统中,横向放大率 =3,表明该物所成的像为正立像且物像虚实相反。(v )
6.垂直于光轴的物平面,其共轭像平面也必然垂直于光轴。(v)
7.在眼睛的光学成像系统中,明视距离就是近点距离。( x )
8.物方焦点和像方焦点,物方主店和像方主点是两队共轭点。(x)
9.对近视眼,显微镜所成的像应位于近视眼的远点上,应将目镜向前调。(v)
10.望远镜能使入射的平行光束仍保持平行地射出光学系统。(v)
二.填空(20分,每空1分)
1.一条入射线经转θ角的平面镜反射,其反射光线转过 2θ角,2夹角为α的平面镜,光线从射入到射出总共反射了n次,则其出射线与入射线夹角为 2nα。
2、用垂轴放大率判断物、像正倒关系方法:当β>0时正像,β<0时倒像。
3.光楔的顶角为α,则其最小偏向角为(n-1)α。
4.反射棱镜的作用转折光轴、转像、分像(分光、分色)、合像。
5.正常眼的远点距为无穷远,近点距为眼前 100 mm,视度调节范围为 10 屈光度,明视距离为250 mm。
6.设计一个τ=5x的放大镜,其焦距f’= 50 mm。
7.已知某望远镜物镜焦距f1’=250mm,f2’=25mm,则该望远镜焦距f’= ∞,光学筒长L= 275 mm,放大倍数τ= -10 ,此望远镜为开普勒(开普勒/伽利略)望远镜。
光学试卷及答案
<光学>期终试卷(一)
班级学号姓名成绩
一.选择题(每小题2.5分,共25分每小题只有一个正确答案)
1.下列说法正确的是
A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的;
B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的
C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响
D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的
2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是
A.频率;
B.波长
C.速度;
D.传播方向
3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有
A.增大入射光的波长;
B.增大接收屏与镜的距离
C.增大两平面镜的夹角;
D.减小光源与双面镜交线的距离
4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜色(肥皂水的折射
率为1.337)
A.红色
B.紫红色
C.绿色
D.青色
5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关?
A.谱线的衍射角
B.光谱的级次
C.光栅常数
D.光栅的总缝数
6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于
A.入射光的颜色
B.入射光的频率
C. 仅仅入射光的强度D,入射光的强度与颜色
7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一个半波带在P点
产生的振动之振幅的
A.1/2倍
B.1倍
C.2倍
D.4倍
8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了
A.提高入射光的光强
B.提高分辨本领
C.能看到更大的像
D.能看到更清晰的像
9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述
强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是:
(工程光学基础)考试试题库1
1.在单缝衍射中,设缝宽为a ,光源波长为λ,透镜焦距为f ´,则其衍射暗条纹间距e 暗=f a
λ
'
,条纹间
距同时可称为线宽度。
2.当保持入射光线的方向不变,而使平面镜转15°角,则反射光线将转动
30° 角。
3.光线通过平行平板折射后出射光线方向__不变_ ___ ,但会产生轴向位移量,当平面板厚度为d ,折射率为n ,则在近轴入射时,轴向位移量为1(1)d n
- 。
4.在光的衍射装置中,一般有光源、衍射屏、观察屏,则衍射按照它们距离不同可分为两类,一类为 菲涅耳衍射,另一类为 夫琅禾费衍射 。
5.光轴是晶体中存在的特殊方向,当光在晶体中沿此方向传播时不产生双折射。n e <n o 的单轴晶体称为负单轴晶体 。
6.1/4波片的附加相位差为(21)
0,1,2, (2)
m m π
+=±±,线偏振光通过1/4波片后,出射光将变为 椭圆
偏振光或圆片遮光 。 7.单个折射球面横向放大率β=
nl n l
'
' ,当-1<β<0时,成像性质为 物像处于球面的两侧,成倒立缩小像 。
8.两列波相干的条件 有方向相同的振动分量 、振动频率相同 、 相位差稳定_。
9.假设光波的偏振度为p ,则p=0时表示 自然光,p=1时表示线偏振光,0<p<1时表示部分偏振光。 10.菲涅尔圆孔衍射图样的中心点可能是明的,也可能是暗的,而夫琅和费衍射图样的中心点是明 的。 11.光波的振动方向与传播方向互相 垂直 ,所以光波是横波 。
12.当自然光以布儒斯特角入射至两各向同性介质界面上,其反射光为线偏振光,折射光为_部分 偏振光。
工程光学--期末考试试题
测控专业--工程光学--期末考试试题
一、项选择题(每小题2分,共20分)
1一平行细光束经一个球面镜后汇聚于镜前50mm处,则该球面镜的曲率半径等于
A.-100mm B.-50mm C.50mm D.100mm
2.一个照相物镜能分辨的最靠近的两直线在感
光底片上的距离为2μm,则该照相物镜的分辨
率为:
A. 2μm; B. 0.5线/μm; C. 50
线/mm; D. 500线/mm;
3.一个发光强度为I的点光源悬挂于桌面上方2米处,则桌面上的最大光照度为
A.I/4 B.I/2 C.2I D. 4I
4.对显微镜系统正确的描述是
A. 显微镜系统的出射光瞳在目镜之前;
B. 对显微镜的单色像差一般用C光(656.3nm)来校正;
C、显微镜的数值孔径与其物镜和目镜均有关; D. 显微镜的数值孔径越大,景深越小;
5.焦距为100mm的凸薄透镜,其光焦度Φ为:
A.0.01mm-1; B.0.01mm; C.0.02mm-1; D.0.02mm;
6.以下关于光学系统成像的像差,正确的描述是
A. 轴上物点成像可能存在的像差有球差和正弦差;
B. 目视光学系统一般对F光(486.1nm)和C光(656.3nm)
消色差
C. 畸变不仅使像的形状失真,而且影响成像的清晰
D. 对单正透镜通过改变其设计参数可以完全校正球差
7.焦距为200mm的透镜对一无穷远处物体成实像,则像距等于:A.∞; B.-∞; C.200mm; D.–200mm;
8.一个高10mm的实物通过某光学系统成倒立实像,像高20mm,则成
像的垂轴放大率β为
工程光学习题解答
(2) 同理,
(3)同理,
(4)同理,
(5)同理,
(6)同理,
(7)同理,
(8)同理,
9、一物体位于半径为r 的凹面镜前什么位置时,可分别得到:放大4倍的实像,当大4倍的虚像、缩小4倍的实像和缩小4倍的虚像?
解:(1)放大4倍的实像
(2)放大四倍虚像
(3)缩小四倍实像
(4)缩小四倍虚像
第二章习题
解:
第三章习题
1.人照镜子时,要想看到自己的全身,问镜子要多长?人离镜子的距离有没有关系?
解:
镜子的高度为1/2人身高,和前后距离无关。
2.设平行光管物镜L的焦距 =1000mm,顶杆与光轴的距离a=10 mm,如果推动顶杆使平面镜倾斜,物镜焦点F的自准直像相对于F产生了y=2 mm的位移,问平面镜的倾角为多少?顶杆的移动量为多少?
4.用焦距=450mm的翻拍物镜拍摄文件,文件上压一块折射率n=1.5,厚度d=15mm的玻璃平板,若拍摄倍率 ,试求物镜后主面到平板玻璃第一面的距离。
解:
此为平板平移后的像。
5.棱镜折射角 ,C光的最小偏向角 ,试求棱镜光学材料的折射率。
解:
6.白光经过顶角 的色散棱镜,n=1.51的色光处于最小偏向角,试求其最小偏向角值及n=1.52的色光相对于n=1.51的色光间的交角。
(2)从第二面向第一面看
工程光学英文题加中文题含答案
English Homework for Chapter 1
1.In ancient times the rectilinear propagation of light was used to measure the height of objects by comparing the length of their shadows with the length of the shadow of an object of known length. A staff 2m long when held erect casts a shadow 3.4m long, while a building’s shadow is 170m long. How tall is the building?
Solution. According to the law of rectilinear propagation, we get, x=100 (m)
So the building is 100m tall.
2.Light from a water medium with n=1.33 is incident upon a water-glass interface at an angle of 45o. The glass index is 1.50. What angle does the light make with the normal in the glass?
Solution. According to the law of
工程光学习题解答第十章光的干涉
第十一章 光的干涉
1. 双缝间距为1mm,离观察屏1m,用钠光灯做光源,它发出两种波长的单色光
nm 0.5891=λ和nm 6.5892=λ,问两种单色光的第十级亮条纹之间的间距是多
少?
解:由题知两种波长光的条纹间距分别为
9
6113
1589105891010D e m d λ---⨯⨯===⨯ 96
223
1589.610589.61010
D e m d λ---⨯⨯===⨯ ∴第十级亮纹间距()()6
5
211010589.6589100.610e e m -∆=-=⨯-⨯=⨯
2. 在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为50cm,当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时(见图11-17),发现屏上的条纹系统移动了0.5场面,试决定试件厚度。
解:设厚度为h ,则前后光程差为()1n h ∆=- ()1x d
n h D
∆⋅∴-=
23
0.510100.580.5
h --⨯⨯=
2
1.7210h mm -=⨯
3. 一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前,在观察屏上观察到稳
定的干涉条纹系。继后抽去气室中的空气,注入某种气体,发现条纹系移动了25
个条纹,已知照明光波波长nm 28.656=λ,空气折射率000276.10=n 。试求注入气室内气体的折射率。
图11-47 习题2 图
解:设气体折射率为n ,则光程差改变()0n n h ∆=- ()02525x d d
n n h e D D
λ∆⋅∴-=
=⋅= 9
025656.2810 1.000276 1.0008230.03
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淮海工学院
11 - 12 学年第1 学期工程光学试卷(A闭卷)
一、判断题(对打√,错打×。2分×5=10分)
1.()光学系统的一对主平面,是垂轴放大率为+1的一对共轭面。
2.()光从空间一点传到另一点,是沿光程为极大值的路径传播的。
3.()凸透镜一定是正透镜,凹透镜一定是负透镜。
4.()对称式光学系统,当β= -1时,所有垂轴像差自动校正。
5.()若某先生佩戴200度的远视眼镜时正合适,则该眼镜的焦距为+200mm。
二、选择题(3分×8=24分)
1.()下列不属于物像共轭的点是
A、物方焦点和像方焦点
B、物方节点和像方节点
C、物方主点和像方主点
D、入瞳中心和出瞳中心
2.()余弦辐射体是指
A、向各方向的发光强度相等
B、向各方向的光亮度相等
C、向各方向的光照度相等
D、向各方向的光通量相等
3.()一个焦距为50mm的放大镜,眼睛到它的距离为125mm,物体经放大镜成像在明视距离处,放大镜的视放大率为
A、6
B、5
C、3.5
D、2.5
4.()Г倍视放大率的望远镜,它的角放大率γ、垂轴放大率β和轴向放大率α的关系为
A、γ=Г,β=Г,α=Г2
B、γ=Г,β=1/Г,α=1/Г2
C、γ=1/Г,β=Г,α=1/Г2
D、γ=1/Г,β=1/Г,α=Г25.()1w的单色钠灯(λ=0.5893μm,V(λ)=0.80)与多少瓦的单色红灯(λ=0.700μm,V(λ)=0.0041)对人眼的刺激程度等效。
A、195.12w
B、683w
C、0.w
D、0.w
6.()将两个焦距分别为
1
f'和
2
f'的已知光组组合在一起,以下陈述正确的是
A、若
1
f'和
2
f'均为正值,则组合后的光组焦距f'为正
B、当光学间隔∆=0时,组合后光组的光焦度Φ为0
C、当光学间隔∆增大时,组合后光组的焦距值f'变大
D、当两光组密接时,组合后光组的焦距f'=
1
f'+
2
f'
7.()物方远心光路具有的特点是
A、物方主光线通过物方焦点
B、物方主光线平行于光轴
C、像方主光线平行于光轴
D、以上说法都不对
8.()以下几种初级像差中,当视场很小时就需要考虑的是
A、畸变
B、慧差
C、像散
D、场曲
三、填空题(每空1分,共18分)
1. 人眼在空气中观察折射率为n的玻璃球正中心的气泡,所看到的气泡直径大小是实际气泡直径的倍。
2. 某近视眼的远点距为-500mm,需配戴像方焦距f'= mm、光焦度为的眼镜。设镜片第一面为平面,n=1.5,视作薄透镜,则第二面半径r = mm。
3. 光学系统的像差分单色像差和色差,其中单色像差有、
、、和五种;色差有和
两种。在这些像差中,不改变成像清晰度,只改变像点位置变化的像差是。
4. 数值孔径NA=0.5的显微物镜,在空气中工作时的物方孔径角为,有效放大率不能超过。
5. 10倍望远镜,出瞳口径为5mm,入瞳口径为mm,理论分辨率为。
2
6. 有一光线以600入射角入射于n=1和5.1='n 平面分界面上,如图,若取入射点为坐标原点建图
示坐标,则反射光线矢量A ''
= ,折
射光线矢量='A
。 四、作图题(5分×3=15分)
1. 用作图法求出图中虚物AB 经理想光组所成的像B A ''。
2. 空气中的系统,已知一对主面和一对共轭点的位置,请画出物BC 的像。
3. 图为直角棱镜和五角屋脊棱镜的组合,设输入为右手坐标系,画出相应的输出坐标系。
五、计算题(11分×3=33分)
1. 由正负两薄透镜组合成f '=1.2m 的光学系统,该系统对无限远物体成像,像面离正透镜700mm ,离负透镜400mm 。求正负透镜焦距并在光学系统图上标出像方主点H '、焦点F '和焦距f '。
2. 一台浸液显微镜,物镜和目镜的倍率分别为-40倍和15倍,物镜共轭距为195mm,能分辨5000l p/mm,用波长为450nm的光倾斜照明,物镜、目镜均看做薄透镜。求:(1)物镜和目镜的焦距,物体的位置;(2)光学筒长;(3)物镜和目镜的间距;(4)系统的等效焦距;(5)总倍率;(6)该显微镜的数值孔径。
3. 用一投影物镜把荧光屏放大10倍成像在屏幕上,已知物镜焦距为150mm,相对孔径为1:2,假设入瞳与出瞳口径相同并与主面H、H 重合,如图示。求:
(1)画出轴上物点发出的边缘光线和入射窗边缘点发出的主光线的光路;
(2)求物方和像方孔径角;
(3)视场光阑为何置于荧光屏的边框上?
(4)镜头光圈数在2.8时,银幕照度为50lx,现要求照度达100lx,光圈数应调到何值?此时的景深较原来有何变化?
3
4
淮 海 工 学 院
11 - 12 学年 第 1 学期 工程光学试卷(A 闭卷)答案
一、判断题
1.√
2.×
3.×
4.√
5.× 二、选择题
1.A
2.B
3.C
4.B
5.A
6.B
7.B
8.B 三、填空题 1. n
2. -500 -2D (-200度) 250
3. 球差 慧差(正弦差) 像散 场曲 畸变 位置色差 倍率色差 畸变
4. 300
500 5. 50 8.2'' 6.
j i 2123- j i
225.12
3+ 四、作图题 1.
2.
3
五、计算题 1.解: