工程光学期末复习题

简答题、填空题：
1、光线的含义是什么？波面的含义是什么？二者的关系是什么？
光线：发光点发出光抽象为许许多多携带能量并带有方向的几何线。

波面：发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻起振动位相相同的点所构成的等相位面。

二者关系：波面法线即为光线。

2、什么是实像？什么是虚像？如何获得虚像？
实像：实际光线相交所会聚成的点的所组成的像。

虚像：光线的延长线相交所形成的点所组成的像。

如何获得虚像：光线延长线所形成的同心光束。

3、理想光学系统几对基点？分别是什么？
2对。

像方焦点（F’），像方主点（H’），物方焦点（F），物方主点（H）。

4、什么是孔径光阑？什么是入瞳？什么是出瞳？孔径光阑与入瞳、出瞳之间有什么系？
孔径光阑：限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为孔径光阑。

入瞳：孔径光阑在透镜后，经前面光学系统所成的像，称为入瞳。

出瞳：孔径光阑在透镜前，经后面光学系统所成的像，称为出瞳。

关系：入瞳、出瞳和孔径光阑对整个系统是共轭的，经过入瞳的光线必经过孔径光阑、也经过出瞳。

5、光学系统的景深是什么含义？
能够在像面上获得清晰像的物空间深度，就是系统的景深。

6、发生干涉的条件是什么？发生干涉的最佳光源是什么类型的光源？
两列光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源。

7、近场衍射和远场衍射的区别是什么？
近场衍射：光源和衍射场或二者之一到衍射屏的距离比较小时的衍射。

远场衍射：光源和衍射场都在衍射屏无限远处的衍射。

8、什么是光学系统的分辨率？人眼的极限分辨率是多少？
极限分辨角为60``(=1`)
9、完善像和理想光学系统的含义分别是什么？
完善像：每一个物点对应唯一的一个像点。

或者，物点发出的同心光束经过光学系统后仍为同心光束。

或者，入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。

理想光学系统：任何一个物点发出的光线在系统的作用下所有的出射光线仍然相交于一点的系统。

10、近轴光线的条件是什么？近轴光线所成像是什么像？
条件：当孔径角U很小时，I、I’和U’很小。

成像：高斯像。

11、光学系统中主点有什么特点？节点有什么特点？
12、一束光入射到平面镜上，有反射光从平面镜射出，当平面镜旋转了5°，试问反射光旋转过多少度？
13、视场光阑的作用是什么？入窗、出窗和视场光阑的关系是什么？
作用：限制物平面上或物空间中成像范围。

关系：入窗、出窗和视场光阑三者互为共轭。

14、目视光学仪器的“视放大率”的含义是什么？
15、干涉条纹的可见度是指什么？
16、什么是晶体的双折射？马吕斯定律的含义是什么？
17、为了保证测量精度，测量仪器一般采用物方远心光路。

18、一学生带500度的近视眼镜，则该近视镜的焦距为米，该学生不戴眼镜所能看清的最远距离为眼前米。

19、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。

20、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 ___________ 。

21、限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为孔径光阑，限制物体成像范围的光阑称为视场光阑，能够在像平面上获得足够清晰像的空间深度称为景深。

22、光学系统的物方焦点F的共轭点是像方无穷远处。

23、由于近视眼和远视眼的远点位置不同，所以在对眼睛进行校正时，近视眼一般带，
远视眼校正一般带。

24、光线通过双平面镜后，其入射光线与出射光线的夹角为50°，则双平面镜的夹角为 _______ 。

25、当一束自然光入射到各向异性晶体界面时，一般会产生两束折射的线偏光，这种现象为。

线偏光通过1/4波片后的附加相位差为 ____________ ，光程差为。

26、限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为，限制物体成像范围的光阑称为，能够在像平面上获得足够清晰像的空间深度称为。

27、条纹对比度公式是：。

28、近轴光线通过平行平板折射后，其出射光线方向___ ___ ,但会产生轴向位移量。

当平行平板厚度为d，折射率为n，则在近轴入射时，轴向位移量为_____________ 。

29、光波的振动方向与传播方向互相 ____ __ ,所以光波是 ___ ____ 。

30、主点的特点是，节点的特点是。

31、在利用迈克尔逊干涉仪进行测量时，动镜移动量和条纹移动数目之间的关系是什么？如果发生的是等倾干涉，若参与干涉的两束光的光程差变小时，条纹表现为吞还是吐？
32、光的折射光线如何精确定位？反射定律可看作是折射定律在 __________ 时的一种特殊情况。

33、什么是棱镜的展开？棱镜展开后等效于什么？
34、光谱光视效率是什么？如何实现光度学量与辐射度学量之间的转换？
35、主要分光器件有哪些？它们的工作原理相同吗？
36、近轴光线含义是什么？近轴光线成像有何特点？
37、光由光密介质向光疏介质入射时，其布儒斯特角能否大于全反射的临界角？布儒斯特角等于什么?
38、理想光学系统有几对基点？分别是什么?各有什么特点?
39、光度学量有哪些物理量?它们的单位分别是什么?
40、光发生干涉的条件是什么?
41、如何产生圆偏振光?
42、近轴光线有何特点?平行平板在近轴区成什么像?
43、目视光学仪器的视觉放大率是如何定义的?放大镜的视觉放大率是什么?
44、光的折射和光的反射之间的区别和联系分别是什么?
作图题：
试利用符号规则标出下列光组及光线的实际位置：
r＝30mm, L=－100mm, U=-10°
2、试利用符号规则作出下列光组和光线的实际位置。

r=－10mm , L=－25mm , U=－10o, L′=－50mm
3、棱镜像方向判断（包括普通棱镜、屋脊棱镜）
4、正透镜、负透镜基本成像的作图题（轴外）
计算题
1、有一折射率n ＝的玻璃板，若有一光线以60°的入射角射到其表面，求：
1）反射角？ 2）折射角？ 3）反射光线和折射光线之间的夹角？
2、有一个物体高度为y ＝20mm ，被一焦距为100mm 透镜成像，已知物距l ＝－500mm ，求：像距？（2）像高?
3、某显微镜目镜焦距25mm ，物镜垂轴放大率－3×，物镜的共轭距离为180mm ，试求：
1）物体到物镜的距离：2）物镜的焦距；3）显微镜的视放大率？
4、有一个薄尖劈形板，折射率n ＝，光线垂直入射，在反射光中观察到干涉条纹，其相邻暗条纹间距为10mm 。

设光波波长为633nm ，求该尖劈形板的夹角？
5、有一束平行光垂直入射到一个光栅上，已知d/a=3,入射光的波长为600nm ，试问：
1）那些谱线缺级？2）如果谱线间隔为，求这块光栅的色分辨本领？
6、一折射球面r ＝150mm ，n ＝1，n`＝，试求它的物方焦距f 和像方焦距f`？
7、用一架物镜焦距为50mm 的照相机照相，若人身高为，若要得到38mm 的倒像，问人应该站在离透镜多远的地方？
8、有一架5倍的开普勒望远镜，其物镜和目镜像距90mm ，求：（1）物镜的焦距；（2）目镜的放大率？
9、一光学系统由一透镜和平面镜组成，如图所示，平面镜MN 与透镜光轴交于D 点，透镜前方离平面镜600mm 处有一物体AB ，经透镜和平面镜后，所成虚像A 〞B 〞至平面镜的距离为150mm ，且像高为物高的一半，试求透镜的焦距和位置，并画出光路图。

10、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，空气的折射率为，试求注入气室中气体的折射率？
11、一束平行细光束入射到半径为20mm 的玻璃球上（n=），求其像点的位置？
12、用波长为589nm 的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽mm a 012.0=，光栅常数为，缝数1000=N 条，试求：
1）在1级光谱上能分辨的最小波长间隔为多少；2）那些级数缺级；3）中央峰的角宽度？
13、如图所示的杨氏双缝干涉装置中点光源S 发出波长λ=500nm 的单色光波，双缝间距为d=。

双缝到观察屏的距离为20cm 。

在傍轴条件下，求上述情况下干涉条纹的形状和间距。

14、用两个焦距都是
（1）目镜的视放大率？（2）物镜的放大倍率？（
3）物镜和目镜之间的间隔为多少？
15、拟制一个6倍的望远镜，已有一个焦距为150mm 的物镜，如果要想分别组成开普勒望远镜和伽利略望远镜。

问：（1）目镜的焦距应分别为多少？（2）机械筒长分别为多少？（3）这两类望远镜的主要区别是什么？
16、已知一球面的半径为100mm ，n=1，n`=，若200,10l mm y mm =-=。

求：`?,`?l y ==
17、有一正薄透镜对某一物体成实像时，像高为物高的一半；若将物体向透镜移近100mm 时，则所得的实像与物大小
相同，求透镜的焦距？
18、一显微镜，物镜的垂轴放大率为-3，数值孔径NA=，共轭距L=180mm，目镜的焦距为25mm。

求：（1）求显微镜的视觉放大率？（2）斜入射照明时，显微镜的分辨率是多少？（λ=μm）（3）该显微镜的工作距离？。