应用光学习题及答案

武汉理工大学考试试题纸（A卷）

课程名称应用光学专业班级0501～03

题号一二三四五六七八九十总分

题分

备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题

一、选择题（每题 1 分，共 5 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．周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的：

A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确

3．在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是：

A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜

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)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确

二、填空题（每题 2 分，共 10 分）

1．显微镜中的光学筒长指的是（）2．光学系统中像方顶截距是（）3．用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是（）4．望远系统中物镜的相对孔径是（）

5．棱镜的转动定理是（）

三、简答题（共 20 分）

1．什么叫孔径光阑它和入瞳和出瞳的关系是什么（4 分）

2．什么叫视场光阑它和入窗和出窗的关系是什么（4 分）

3．几何像差主要包括哪几种（4 分）

4. 什么叫远心光路其光路特点是什么（4 分）

四、分析作图题（共 25 分）

1.已知正光组的F 和F’，求轴上点 A 的像，要求用五种方法。（8 分）

2.

已知透镜的焦距公式为f '

nr1，l '

H

f '

n

1 d ， l

H f '

n

1 d

，

r

d

nr nr

) ( n

1)

r

2

r

分析双凹透镜的基点位置，并画出 FFL、BFL 和 EFL 的位置。（9 分）

3.判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8 分）

（a）（b）

五、计算题（共 35 分）

1．由已知f150mm，f2150mm的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大 4 倍的实像，并

且第一透镜的放大率12，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动

第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像与此相应的垂铀放大率为多大（15 分）

2.已知一光学系统由三个零件组成，透镜 1：f1f1100，口径D140；透镜 2：f2

f2120，口径D230，它和透镜 1 之间的距离为d120；光阑 3 口径为 20mm，它和透镜 2 之间的距离d230。物点 A 的位置L1200，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑（20 分）

武汉理工大学教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称：应用光学（A 卷）

一、选择题（每题 2 分，共 10 分）

1．B；2．A；3．C；4．C；5．D

二、填空题（每题 2 分，共 10 分）

1．物镜的像方焦点F

到目镜物镜焦点

F

之间的距离

2．又叫后截距，用l F表示，是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离3．一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显著差别

4．入瞳直径 D 和物镜焦距f之比D

f

5．假设物空间不动，棱镜绕 P 转θ，则像空间先绕P’转(1)n1，后绕 P 转θ

三、简答题（每题4分，共20分）

1．限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳，空径光阑在系统像空间所成的像称为出瞳，入瞳和出瞳是物和像的对应关系。

2．限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗，在像空间所成的像称为出射窗。

3．主要有七种：球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。

4．物方远心光路和像方远心光路统称为远心光路。特点：物方远心光路中的入射光束的主光线都和光轴平行，像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。

5．F 数指的是物镜的相对孔径的倒数f

D，F 数又称为光圈。

四、分析作图题（共 25 分）

1．如图：

2．可知：r1 < 0，r2 > 0，d 为任意值，把f的表达式代入l H和l H，分析后可得：l H0，l H 0，其基点位置：

3. (a)

．

(b)

五、计算题（共 35 分）

1．解：1）因为：12；4；12；所以得：2＝2

由牛顿公式：1＝－x

1

f1

所以：l1f1x1f11 f1 50 ( 2) 50 150 l1

l

1150

275

同理：l2 (1 2 ) f2 (1

2) ( 150) 150 l2

l

2150

275

可得：d l1l2 75

2）L l1l2d7515075300 3）即保持共轭距 L1不变

第一透镜的共轭距：L1l1l115075225