应用光学习题(第一章一些例题)
北京理工应用光学习题
第一章 : 几何光学基本原理 ( 理论学时: 4 学时 )
•讨论题:几何光学和物理光学有什么区别?它们研究什么内容?
•思考题:汽车驾驶室两侧和马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面,而不做成平面?
•一束光由玻璃( n=1.5 )进入水( n=1.33 ),若以45 ° 角入射,试求折射角。
•证明光线通过二表面平行的玻璃板时,出射光线与入射光线永远平行。
•为了从坦克内部观察外界目标,需要在坦克壁上开一个孔。假定坦克壁厚为 200mm ,孔宽为 120mm ,在孔内部安装一块折射率为 n=1.5163 的玻璃,厚度与装甲厚度相同,问在允许观察者眼睛左右移动的条件下,能看到外界多大的角度范围?
•一个等边三角棱镜,若入射光线和出射光线对棱镜对称,出射光线对入射光线的偏转角为40 °,求该棱镜材料的折射率。
•构成透镜的两表面的球心相互重合的透镜称为同心透镜,同心透镜对光束起发散作用还是会聚作用?
•共轴理想光学系统具有哪些成像性质?
第二章 : 共轴球面系统的物像关系 ( 理论学时: 10 学时,实验学时: 2 学时 )
•讨论题:对于一个共轴理想光学系统,如果物平面倾斜于光轴,问其像的几何形状是否与物相似?为什么?
•思考题:符合规则有什么用处?为什么应用光学要定义符合规则?
•有一放映机,使用一个凹面反光镜进行聚光照明,光源经过反光镜以后成像在投影物平面上。光源高为 10mm ,投影物高为 40mm ,要求光源像高等于物高,反光镜离投影物平面距离为 600mm ,求该反光镜的曲率半径等于多少?
•试用作图法求位于凹的反光镜前的物体所成的像。物体分别位于球心之外,球心和焦点之间,焦点和球面顶点之间三个不同的位置。
应用光学习题集答案
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:
5
7
.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。
应用光学,工程光学经典习题,例题汇总
由近轴光学基本公式
n' l'
n l
n'
r
n
得
11 2 ll r 将 l 300,l' 90 代入上式,得
-
1 90
-
1 300
2 r
所以
r
-138.46mm,
f'
f
r 2
69.23
7.离水面 1m 深处有一条鱼,现用 f 75mm 的照相物镜拍摄该鱼,照
相物镜的物方焦点离水面为 1m。试求:
统的组合焦距为: f ' 80mm
求像的方向有两种:
第一种方法:先对第一透镜成像,再对第二透镜成像。
图 1-23
首先对第一透镜成像,如图 1-23 所示,l1 50mm, f1' 100mm, 根据高斯成像公
式求得:
11 l1' l1
1 f1'
1 l1'
1 f1'
1
l1
1 100
1 50
sinI
'
n n'
sin
I
U 2 U1'
U' U I I’ L2 L1' d1
5. 在实际光学系统中,光线和球面等各参量的符号规则(符号法则)
答:(1)线段:规定由左向右为正,由下向上为正,反之为负。 L、L' ——由球面顶点算起到光线与光轴的交点; r ——由球面顶点算起到球心; d ——由前一面顶点算起到下一面顶点。
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考试试题纸(A卷)
课程名称
题号
题分
备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题应用光学四五六七专业班级八九十总分一二三
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)
5.照相机中F数是什么意思?光圈指的是什么?(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)
应用光学计算
0.0307
故光孔O3为视场光阑,入窗与物平面重合,大 小为2.5mm,出窗在无穷远
20
在对焦点前后各有一个容许弥散圆,这两个弥散圆在 物空间对应的物平面之间的距离就叫景深。
p2 p
P1
21
例: 已知ε=0.00029rad,对准平面P=10m,设照相物镜
光圈数F=2.8,试求焦距f’为56mm时的景深情 况。
H′ O1
O2
F′
d
l'F
f′
9
举例1
一光组由两个薄光组组成,如图所示。第一个薄光组的焦距为
f '1 500mm,第二个薄光组的焦距为 f '2 40,0m两m 光组的间隔 d 300mm。求组合光组的焦距 ,f '组合光组的像方主面位置
H及' 像方焦点的位置 lF ,' 并比较筒长( d l)与f ' 的f '大小。
3、位于主截面内的y坐标,视光线在棱镜系统中的反 射次数(经屋脊面的反射算两次)而定。
奇数次,y‘坐标的方向按x’y‘z’构成的坐标与输 入xyz构成的坐标左右对换来确定; 偶数次,y坐标的方向按x‘y’z‘ 构成的手坐标与 输入xyz构成的坐标一致来确定。
14
y xo z
2
y
oz
o1
x1
1
x'
应用光学例题
应用光学例题
近轴光学系统
例 1. 一厚度为 200mm 的平行平板玻璃(n=1.5)下面放着一直径为 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, 问纸片的最小直径为多少?
例 2. 用费马定理证明光的折射定律和反射定律。
例 3. 如图有两个平面反射镜, M1、 M2夹角为α, 今在两反射镜之间有一光线以50°角入射, 入射到 M1的反射镜上,经 M1、 M2四次反射后,起反射光线与 M1平行,求其夹角α。
例 4. 设计一个在空气中和某种玻璃之间的单个折射表面构成的光学系统,希望物在空气中离表面 15.0cm 。实像在玻璃中,离表面 45.0cm ,放大率为 2.0。那么玻璃的折射率应为多少?表面的曲率半径为多少?
例 5. 直径为 100mm 的球形玻璃缸,将半面镀银,内有一条鱼在镀银面前 25mm 处。问缸外的观察者看到几条鱼?位置在何处?相对大小事多少?(水的折射率为 4/3)
例 6. 在一张报纸上放一个平凹透镜,通过镜面看报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平面下 13.3mm 处。当凸面朝着眼睛时, 报纸的虚像在凸面下 14.6mm 处。若透镜中央厚度为 20mm 。求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
例 7. 一凹球面镜将一实物成一实像,物与像的距离为 1m ,物高为像高的 4倍,求凹面镜的曲率半径。
例8. ①一束平行光入射到一半径 r=30mm,折射率 n=1.5的玻璃球上,求其汇聚点的位置。②如果在凸面上镀反射膜, 其汇聚点应在何处?③如果凹面镀反射膜, 则反射光束在玻璃中的汇聚点在何处?④反射光束经前表面折射后,汇聚点在何处?说明各汇聚点的虚实。
应用光学例题
应用光学例题
近轴光学系统
例 1. 一厚度为 200mm 的平行平板玻璃(n=1.5)下面放着一直径为 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, 问纸片的最小直径为多少?
例 2. 用费马定理证明光的折射定律和反射定律。
例 3. 如图有两个平面反射镜, M1、 M2夹角为α, 今在两反射镜之间有一光线以50°角入射, 入射到 M1的反射镜上,经 M1、 M2四次反射后,起反射光线与 M1平行,求其夹角α。
例 4. 设计一个在空气中和某种玻璃之间的单个折射表面构成的光学系统,希望物在空气中离表面 15.0cm 。实像在玻璃中,离表面 45.0cm ,放大率为 2.0。那么玻璃的折射率应为多少?表面的曲率半径为多少?
例 5. 直径为 100mm 的球形玻璃缸,将半面镀银,内有一条鱼在镀银面前 25mm 处。问缸外的观察者看到几条鱼?位置在何处?相对大小事多少?(水的折射率为 4/3)
例 6. 在一张报纸上放一个平凹透镜,通过镜面看报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平面下 13.3mm 处。当凸面朝着眼睛时, 报纸的虚像在凸面下 14.6mm 处。若透镜中央厚度为 20mm 。求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
例 7. 一凹球面镜将一实物成一实像,物与像的距离为 1m ,物高为像高的 4倍,求凹面镜的曲率半径。
例8. ①一束平行光入射到一半径 r=30mm,折射率 n=1.5的玻璃球上,求其汇聚点的位置。②如果在凸面上镀反射膜, 其汇聚点应在何处?③如果凹面镀反射膜, 则反射光束在玻璃中的汇聚点在何处?④反射光束经前表面折射后,汇聚点在何处?说明各汇聚点的虚实。
应用光学例题
应用光学例题
近轴光学系统
例 1. 一厚度为 200mm 的平行平板玻璃(n=1.5)下面放着一直径为 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, 问纸片的最小直径为多少?
例 2. 用费马定理证明光的折射定律和反射定律。
例 3. 如图有两个平面反射镜, M1、 M2夹角为α, 今在两反射镜之间有一光线以50°角入射, 入射到 M1的反射镜上,经 M1、 M2四次反射后,起反射光线与 M1平行,求其夹角α。
例 4. 设计一个在空气中和某种玻璃之间的单个折射表面构成的光学系统,希望物在空气中离表面 15.0cm 。实像在玻璃中,离表面 45.0cm ,放大率为 2.0。那么玻璃的折射率应为多少?表面的曲率半径为多少?
例 5. 直径为 100mm 的球形玻璃缸,将半面镀银,内有一条鱼在镀银面前 25mm 处。问缸外的观察者看到几条鱼?位置在何处?相对大小事多少?(水的折射率为 4/3)
例 6. 在一张报纸上放一个平凹透镜,通过镜面看报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平面下 13.3mm 处。当凸面朝着眼睛时, 报纸的虚像在凸面下 14.6mm 处。若透镜中央厚度为 20mm 。求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
例 7. 一凹球面镜将一实物成一实像,物与像的距离为 1m ,物高为像高的 4倍,求凹面镜的曲率半径。
例8. ①一束平行光入射到一半径 r=30mm,折射率 n=1.5的玻璃球上,求其汇聚点的位置。②如果在凸面上镀反射膜, 其汇聚点应在何处?③如果凹面镀反射膜, 则反射光束在玻璃中的汇聚点在何处?④反射光束经前表面折射后,汇聚点在何处?说明各汇聚点的虚实。
LSY应用光学习题
应用光学习题
本习题供学习、复习使用。精练这些习题及作业和课件上的例题有助于掌握、理解应用光学课程的基本知识、理论和规律。应用光学的基本问题包括在本习题内,但不仅限于本习题。本习题仅供课程学习时参考。
习题中一些问题提供了解答,限于时间,其它则略去。
一、简答题
1、几何光学的基本定律及其内容是什么?
2、理想光学系统的基点和基面有哪些?
3、什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?
4、常见非正常眼有哪两种?如何校正常见非正常眼?
5、光学系统极限分辨角为多大?采取什么途径可以提高极限分辨角?
6、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间?
7、如何确定光学系统的视场光阑?
8、成像光学系统有哪两种色差?试说明它们的成因?
9、对目视光学仪器的共同要求是什么?
10、什么是理想光学系统的分辨率?写出望远镜的分辨率表达式。
11、什么是理想像和理想光学系统?
12、理想光学系统有何特点?
13、简述单平面镜的成像特性。
14、双平面镜的成像特性。
15、什么是光阑?
15、光阑在光学系统中的作用及其分类。
16、简述孔径光阑确定方法。
17、简述视场光阑的确定方法。
把孔径光阑以外的所有光孔通过其前面的光组成像,则在这些像中入射窗对入瞳中心的张角最小。可找出系统中哪一个光孔是视场光阑。入射窗限制着物空间的成像范围。把除孔径光阑外的所有光孔通过其后面的光组在整个系统
的像空间成时,出射窗对出射光瞳中心的张角为最小。出射窗限制了像方视场范围。入射窗和出射窗共轭。入射窗、视场光阑和出射窗在各自的空间对同一条一条主光线起限制作用,主光线和光轴间的夹角即表示整个光学系统的视场角。18、什么是光学系统的景深?
应用光学例题
近轴光学系统
例1、一厚度为200mm的平行平板玻璃(n=1、5)下面放着一直径为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瞧不到该金属片,问纸片的最小直径为多少?
例2、用费马定理证明光的折射定律与反射定律。
例3、如图有两个平面反射镜,M1、M2夹角为α,今在两反射镜之间有一光线以50°角入射,入射到M1的反射镜上,经M1、M2四次反射后,起反射光线与M1平行,求其夹角α。
例4、设计一个在空气中与某种玻璃之间的单个折射表面构成的光学系统,希望物在空气中离表面15、0cm。实像在玻璃中,离表面45、0cm,放大率为2、0。那么玻璃的折射率应为多少?表面的曲率半径为多少?
例5、直径为100mm的球形玻璃缸,将半面镀银,内有一条鱼在镀银面前25mm处。问缸外的观察者瞧到几条鱼?位置在何处?相对大小事多少?(水的折射率为4/3)
,通过镜面瞧报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平
,报纸的虚像在凸面下14、6mm处。若透镜中央厚
例7、一凹球面镜将一实物成一实像,物与像的距离为1m,物高为像高的4倍,求凹面镜的曲率半径。
例8、①一束平行光入射到一半径r=30mm,折射率n=1、5的玻璃球上,求其汇聚点的位置。
②如果在凸面上镀反射膜,其汇聚点应在何处?③如果凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中的汇聚点在何处?④反射光束经前表面折射后,汇聚点在何处?说明各汇聚点的虚实。
例折射率为1、5的玻璃球中有两个小气泡,一个位于球心,另一个在
,问瞧到的气泡在何处?如果在水中观察者瞧到的气泡又在何处?
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应用光学习题
本习题供学习、复习使用。精练这些习题及作业和课件上的例题有助于掌握、理解应用光学课程的基本知识、理论和规律。应用光学的基本问题包括在本习题内,但不仅限于本习题。本习题仅供课程学习时参考。
习题中一些问题提供了解答,限于时间,其它则略去。
一、筒答题
1、几何光学的基本定律及其内容是什么?答:几何光学的基本定律是自钱传播定律、独立传播定W:、反射定律和折射定律。直线传播定律:光线在均匀透明介质中按直线传播。
独立传播定律:不同光源的光在通过介质某点时互不影响。
反射定律:反射光线位于入射面内;反射角等于入射角:
折射定律:折射光线位于入射面内:入射角和折射角正弦之比,对两种定的介j员来说,是=个和
入射角无关的常数n isin/,-msin/。
2
2、理想光学系统的基点和基面有哪些?
理想光学系统的基点包指物方焦点、{象方焦点;物方主点、像方主点:物方节点、像方节点。基面包括:物方焦平丽、像方然平面:物方主平丽、像方主平面;物方节平面、像方节平面。
3、什么是光学系统的孔役光阑和视场光阙?
答:孔径光阑是限制轴上物点成像光束立体角的光阔。
晴荡艾丽王辅前有字亩7茧事宝肯车夜夜古国的光册J。
4、常见非正常跟有哪两种?如何校正常见非正常1'常见正常目艮包括近视酬远视盹近视眼将工二
(远附近点)矫正到无限远,远视眼,将一丘丛(远点就近点)矫正到明视距离。
3、光'于系统极限分辨角为多大?采取什么途径可以提岗极限分辨角?
答:衍射决定的极限分辨角为0=3®。可见其与波长和孔役有关。订蔬小波长
D
和增大孔径可以提高光学系统的分辨率。
应用光学所有题目
平面距离第一透镜的距离为多少?
13
Applied Optics
解:
1
1 l
y' y
f2' f1'
y'
f 1 ' l 1 l1 f 1 '
f2' f1'
y
200 100
1 l2 '
5 10
1 l2 1 f2'
1 f'
l'
l1 '
l 2 l 1 ' d
11
Applied Optics
经显微镜放大的物为 0 . 5 40 20 解:
对于中继透镜:
y' y 8 20 l' l
y 20
y' 8
l ' ( l ) 210
l 2 .5 l '
l ' 2 . 5 l ' 210
l ' 60
l 2 . 5 l ' 150
工作距离(物平面到物镜的距离)以及物像之间的距离。
解: f '
l' 1 l'
1 l
f l
1 1 200
fl ' f 'l l' l
应用光学例题
应用光学例题
近轴光学系统
例 1. 一厚度为 200mm 的平行平板玻璃(n=1.5)下面放着一直径为 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, 问纸片的最小直径为多少?
例 2. 用费马定理证明光的折射定律和反射定律。
例 3. 如图有两个平面反射镜, M1、 M2夹角为α, 今在两反射镜之间有一光线以50°角入射, 入射到 M1的反射镜上,经 M1、 M2四次反射后,起反射光线与 M1平行,求其夹角α。
例 4. 设计一个在空气中和某种玻璃之间的单个折射表面构成的光学系统,希望物在空气中离表面 15.0cm 。实像在玻璃中,离表面 45.0cm ,放大率为 2.0。那么玻璃的折射率应为多少?表面的曲率半径为多少?
例 5. 直径为 100mm 的球形玻璃缸,将半面镀银,内有一条鱼在镀银面前 25mm 处。问缸外的观察者看到几条鱼?位置在何处?相对大小事多少?(水的折射率为 4/3)
例 6. 在一张报纸上放一个平凹透镜,通过镜面看报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平面下 13.3mm 处。当凸面朝着眼睛时, 报纸的虚像在凸面下 14.6mm 处。若透镜中央厚度为 20mm 。求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
例 7. 一凹球面镜将一实物成一实像,物与像的距离为 1m ,物高为像高的 4倍,求凹面镜的曲率半径。
例8. ①一束平行光入射到一半径 r=30mm,折射率 n=1.5的玻璃球上,求其汇聚点的位置。②如果在凸面上镀反射膜, 其汇聚点应在何处?③如果凹面镀反射膜, 则反射光束在玻璃中的汇聚点在何处?④反射光束经前表面折射后,汇聚点在何处?说明各汇聚点的虚实。
应用光学习题(第一章部分课后习题)
1
h3
h1
d1
h1 n1
1 d2
1 n2
h11 h2 2
h1 1
d1 n1
1
d2 n2
1
d 2 h2 n2 h1
2
h1 1
d1 n1
1
d2 n2
1
d22 n2 h1
h1 1
d1 n1
1
h1 1
d1 n1
1
d2 n2
1
d2 n2
2
d1d 2 n1n1
1 2
那么
1 h1
h11
画出理想光路示意图。
答:筒长=d+后工作距离 d L lk 65 50 15mm
而有双子系统像方焦面公式
lF
f 1
d f1
对于无限远物体成像,像面恰好是系统的焦面, lF lk
f
1
d f1
=50
(2)
由双子系统焦距公式
f - f1f2
1
2
f1f2 f 35
(3)
f1 f2 d
d 15mm
n1
n1 n2
1 n
1.5
n2 1.33
由
f1
n1r1 n1 n1
20 40m m 1.5 1
f1
n1r1 n1 n1
1.5 20 1.5 1
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考试试题纸(A卷)
课程名称
题号
题分
备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题应用光学四五六七专业班级八九十总分一二三
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)
5.照相机中F数是什么意思?光圈指的是什么?(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)
应用光学第二版胡玉禧课件第一章
第一章
几何光学基本定律与成像概念
二、成像基本概念 1、透镜类型 正透镜:凸透镜,中心厚,边缘薄,使光线会聚,也叫会聚
透镜 会聚:出射光线相对于入射光线向光轴方向折转
负透镜:凹透镜,中心薄,边缘厚,使光线发散,也叫发散
透镜 发散:出射光线相对于入射光线向远离光轴方向折转
2、透镜作用---成像(光学系统)
第一章
几何光学基本定律与成像概念
何谓几何光学? 电磁波谱表——
x射线 γ射线 紫外 红外 微波 无线电波 长波
宇宙 射线
10-15 10-13 10-11 10-9 10-7 10-5 10-3 10-1 紫 靛 蓝 绿 黄 橙 红
1
102
104
106
波长m
波长 nm
第一章
几何光学基本定律与成像概念
图a
图c 图b 图d
第一章
几何光学基本定律与成像概念
像散光束:不严格交于一点,波面为非球面
第一章
几何光学基本定律与成像概念
平行光束
波面为平面
第一章
几何光学基本定律与成像概念
§1-2 光线的传播规律——几何光学的基本定律
1、光的直线传播定律 2、光的独立传播定律 3、光的反射定律 I″= I (1-1) 4、光的折射定律 n′sinI′= nsinI (1-2) 绝对折射率(表征透明介质光学性质的重要参数)
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1 1 2 l2 25 50
l2
n n n n 再代入 解第一个面的折射情况 l l r 1 4 / 3 1 4 / 3 150mm l1 l1 50 l2 ' n1l1 ' 4 2 1 (150) l2 n1 ' l1 n1l1 ' 3 8 l1 又 l2 n1 ' l2 1 (25)
由图可知,当
f1 所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ l1 那么像点的位置应该是F‘的位置,l1
由单折射球面的焦距公式
nr f n n
f1 l1
nr 1.5 10 30 mm n n 1.5 1
即 经过第一个面之后,成像恰好在第二个面上。 如果把透镜翻转180度,那么
4 1 4 / 3 1 3 75 l1 50
90mm l1
编号
A1_003
答:(接上一页)
4 90 nl' 3 1.6 n' l 1 75
, l2 25mm (2)第二种情况, r2 50mm
代入反射镜物象公式得
1 1 2 l l r
l1 30mm
r
r1 10mm n n n n 1 1.5 1.5 0 l r l 10 30
l'
所以十字线的共轭像在无穷远处。
n
n'
编号
A1_003
直径为100mm的球形玻璃缸半面镀银,如图所示。内有一 条鱼在镀银前25mm处,问缸外的观察者看到有几条鱼?位 置在何处?相对大小是多少?
编号
A1_001
有一束白光以300的入射角由空气射向ZF6玻璃内,已知ZF6玻璃的折射
率为 n 1.7550 n 1.7550 C D 求 折射后各色光的折射角为多少?
nF 1.7550
答: 根据折射定律
n sin 300 nD sin I D
sin 300 1 sin I D nD 2 1.7550
编号
A1_004
离水面1m深处有一条鱼,现用f‘=75mm的照相物镜拍摄该 鱼,照相物镜的物方焦点离水面1m。试求(1)垂轴放大率为 多少?(2)照相底片应离照相物镜像方焦点F’多远?
答: 根据题意,鱼经过水面成像,由
n n n n l l r
1 1.33 0 l 1000
答: 如图所示,讲球形玻璃缸内一条鱼作为一个物点A,它有两种情况,第 一种是经过第一个折射面直接折射出来的像点A’,另一种情况是先经过 第二个面反射后再经过第一个面折射得到的像点 A
, (1)根据题意 r1 50mm
n n n n l l r
n1
4 3
1 n1
l1 75m m
垂轴放大率为-0.0428。
得,
I D 16.550
同理可得,
I C 16.630
I F 16.360
编号
A1_002
有一个光学零件,其结构参数如下:r 1
n 1 .5
10mm, r2 , d 30m m , 。 当 l1 时,求 l 。在第二个面上刻上十字
线,其共轭像在何处?
答:
得
l 751.88mm
然后再被照相物镜成像,其x值为
x 1000 751 .88 1751 .88mm
f /x
75 0.0428 1751 .88
x' f ' (0.0428 ) 75 3.21m m
即照相底片在照相物镜像方焦平面外3.21mm处,