工程光学练习题

工程光学实验习题

工程光学实验习题光学实验习题1．如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。

2．点光源 P 经会聚透镜 L 1 成实像于 P' 点（图 1-8 ），在会聚透镜L1 与 P' 之间共轴放置一发散透镜 L2 ；垂直于光轴放一平面反射镜 M ，移动发散透镜至一合适位置，使 P 通过整个系统后形成的像仍重合在 P 处。

如何利用此现象测出发散透镜焦距？3．为什么说当准直管绕轴转过 180 时，十字线物像不重合是由于十字线中心偏离光轴的缘故？试说明之。

4．准直管测焦距的方法有哪些优点？还存在哪些系统误差？5． 1 、第一主面靠近第一个透镜，第二主面靠近第二个透镜，在什么条件下才是对的？（光具组由二薄凸透镜组成）。

6．由一凸透镜和一凹透镜组成的光具组，如何测量其基点？（距离 d 可自己设定）。

7．设计一种不测最小偏向角而能测棱镜玻璃折射率的方案（使用分光计去测）。

8．怎样应用掠入射法测定玻璃棱镜的折射率？简要说明实验方法，并推导出折射率的计算公式。

9．用阿贝折射计测量固体折射率时，为什么要滴入高折射率的接触液？为什么它对测量结果没有影响？试论证之。

10．显微镜与望远镜有哪些相同之处与不同之处？11．显微镜测量微小长度时，用测微目镜测定石英标准尺 m 个分格的数值为△ X ,为什么它和石英标准尺相应分格的实际值△ X 之比不等于物镜的放大率？12．评价天文望远镜时，一般不讲它是多少倍的，而是说物镜口径多大，你能说明为什么吗？ 13．推导式（ 6-1 ）（ P90 ）14．为何摄谱仪的底板面必须与照相系统的光轴倾斜，才能使所有谱线同时清晰？15．怎样测定摄谱仪的线色散？ 16．怎样拍摄叶绿素的吸收光谱？17．讨论单色仪的人射缝和出射缝的宽度对出射光单色性的影响，并证明出射光谱宽度其中 a 、 a' 分别为入射缝和出射缝的宽度，为棱镜的线色散。

18．如发现单色仪定标曲线上相对于已知波长曲线平移△ L 后继续使用，为什么？的鼓轮刻度 L 偏离了△ L ，能否将原定标19．证明瓦兹斯散色散装置 (P107 图 7-5) 的光束恒偏向的特性，即20．如何测定单色仪的线色散21．双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝？为什么缝要很窄才可以得到清晰的干涉条纹？22．试证明公式23．如果被测透镜是平凹透镜，能否应用本实验方法测定其凹面的曲率半径？试说明理由并推导相应的计算公式。

工程光学题库（标记版本）

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 e8、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_____ _____ ,010、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，则可观察到若M 1与M 2’间的厚度每减少_______的距离,在条纹中⼼就⼀个条纹。

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

12、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=____ ___ ，条纹间距同时可称为。

13、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_______ 。

工程光学习题

2。

12 有一薄透镜组，由焦距为－300mm的负透镜和焦距为200mm的正透镜组成，两透镜相距100mm，置于空气中，求该透镜组的组合焦距和组合基点位置。

解：焦点和主点位置：2。

17 若有一透镜位于空气中，r1= 100mm,d= 8mm,n = 1。

5，若有一物体的物距l=－200mm,经该透镜成像后的像距l′= 50mm，求第二面的曲率半径r2.若物高y= 20mm,求像高。

解：由成像公式，可得又故可得由于，所以3.2一眼睛，其远点距r = 2m,近点距p =－2m。

问：（1）该眼镜有何缺陷?（2）该眼睛的调节范围为多大?（3）矫正眼镜的焦距为多大？（4）配戴该眼镜后，远点距和近点距分别为多大？解:(1)远点r = 2m，只有入射会聚光束,且光束的会聚点距离眼睛后2m才能在视网膜上形成一个清晰的像点,故此眼睛为远视眼(2）调节范围:(3)对远视眼应校正其近点，正常人眼明视距离L0=—25cm，远视眼近点为l p。

戴上眼镜后,将其近点移至L0处所带眼镜屈光度为，故(4）p = -0.25m 故r = 4。

67m一束右旋圆偏振光（迎着光的传播方向看）从玻璃表面垂直反射出来，若迎着反射光的方向观察，是什么光?解：选取直角坐标系如图（a）所示，玻璃面为xOy面,右旋圆偏振光沿z方向入射，在xOy 面上入射光电场矢量的分量为：所观察到的入射光电场矢量的端点轨迹如图（b)所示。

根据菲涅耳公式，玻璃面上的反射光相对于入射面而言有一相位突变,因此反射光的电场矢量的分量为：其旋向仍然是由y轴旋向x轴，所以迎着反射光的传播方向观察时,是左旋圆偏振光。

一束振动方位角为45°的线偏振光入射到两种介质的界面上，第一介质和第二介质的折射率分别为n1＝1和n2＝1。

5。

当入射角为50°时，试求反射光的振动方位角。

解：，由折射定律：∴∴∴∴反射光的振动方位角为：一束自然光以70°角入射到空气－玻璃（n＝1。

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。

4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0，求光纤的数值孔径（即n0sinI1,其中I1 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。

物理学：工程光学试题(题库版)

物理学：工程光学试题（题库版）1、单选原子发射光谱定性工作中，对粉末样品经常采用（）作为支持电极。

A、石墨电极B、铜电极C、锌电极D、银电极正确答案：A2、名词解释光程正确答案：光经过的实际路径长度与所在介质（江南博哥）折射率的乘积3、问答题什么叫“畸变”？它与什么因素有关？正确答案：轴外点的宽光束和细光束都有像差存在，即使只有主光线通过光学系统，由于球差影响，它不能和第二近轴光一致，主光线和高斯像面焦点的高度不等于理想像高，其差别就是系统的畸变。

4、名词解释电光效应正确答案：在电场作用下，可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性，从而使光产生双折射，这种现象称为电光效应。

5、名词解释弧矢平面正确答案：包含主光线，且与子午平面正交的平面。

6、填空题我们通常把分界面两边折射率高的介质称为光密介质，折射率低的介质称为（）。

正确答案：光疏介质7、单选采用调制的空心阴极灯主要是为了（）。

A.延长灯寿命B.克服火焰中的干扰谱线C.防止光源谱线变宽D.扣除背景吸收正确答案：B8、问答题正弦光栅在自身所在平面内分别平移和转动时，对夫琅禾费衍射场的衍射斑有什么影响。

正确答案：正弦光栅在自身所在平面内移动时衍射斑光强分布不变，相位分布发生变化。

在自身平面内转动时，衍射光强和相位分布都发生变化。

9、名词解释物方远心光路正确答案：光学系统的物方光线平行于光轴，主光线的汇聚中心位于物方无限远处.10、填空题发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称（）正确答案：波面11、填空题棱镜摄谱仪的结构主要由（），（），（），（）四部分（系统）组成。

正确答案：照明系统；准光系统；色散系统；投影系统12、名词解释物方空间正确答案：所有实物点和虚物点的集合构成的空间。

13、填空题交流电弧的激发能力强，分析的重现性好，适用于（），不足的是蒸发能力也稍弱，灵敏度稍低。

正确答案：定量分析14、问答题什么是景深，照相物镜的景深与什么有关？正确答案：能在像面上获得清晰像的物空间的深度是系统的景深。

工程光学练习答案(带样题).doc

工程光学练习答案(带样题)期末，东北石油大学审查了09级工程光学的测量和控制材料。

第一章练习1，假设真空中的光速为3米/秒，则计算水中(n=1.333)、皇冠玻璃(n=1.51)、燧石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、钻石(n=2.417)和其他介质中的光速。

解决方案:当灯在水中时，n=1.333，v=2.25m米/秒，当灯在皇冠玻璃中时，n=1.51，v=1.99m米/秒，当灯在燧石玻璃中时，n=1.65，v=1.82m米/秒，当灯在加拿大树胶中时，n=1.526，v=1.97m米/秒，当灯在钻石中时，n=2.417，v=1.24米/秒。

2.一个物体穿过针孔照相机，在屏幕上形成一个60毫米大小的图像。

如果屏幕被拉开50毫米，图像的尺寸变成70毫米，计算出从屏幕到针孔的初始距离。

解决方案:在同一个均匀的介质空间中，光直线传播。

如果选择通过节点的光，方向不会改变，从屏幕到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形的相似性得到:因此，x=300mm毫米意味着从屏幕到针孔的初始距离是300毫米。

3、一块厚度为200毫米的平行平板玻璃(n=1.5)，下面放一块直径为1毫米的金属板。

如果玻璃板上覆盖有圆形纸片，则要求玻璃板上方的任何方向都不能看到纸片。

这张纸的最小直径是多少？解决方案:如果纸片的最小半径是x，那么根据全反射原理，当光束从玻璃发射到空气中的入射角大于或等于全反射临界角时，就会发生全反射，正是由于这个原因，在玻璃板上方看不到金属片。

全反射的临界角由下式确定:(1)其中N2=1，n1=1.5，根据几何关系，利用平板的厚度和纸张与金属片的半径计算全反射临界角的方法如下:(2)纸张的最小直径x=179.385mm毫米可以通过组合等式(1)和(2)来获得，因此纸张的最小直径为358.77毫米4.光纤芯的折射率是n1.包层的折射率为n2，光纤所在介质的折射率为n0。

计算光纤的数值孔径(即n0sinI1，其中I1是光在光纤中以全反射模式传播时，光在入射端面的最大入射角)。

工程光学综合练习题

工程光学综合练习题工程光学是光学学科的一个重要分支，它关注于利用光学原理和技术来解决实际工程问题。

本篇文章将为您提供一套综合性的工程光学练习题，在完成每道题目后，您可以在下方找到相应的详细解答。

请准备好您的思维和计算能力，并让我们一起开始吧！练习题一：透镜的成像一个物体位于离一透镜的左侧10 cm处，虚物距为15 cm。

透镜的焦距为20 cm。

请计算：1. 物体的实际高度；2. 物体到透镜的像距和像的放大倍数；3. 像的性质（实像还是虚像）。

练习题二：光的折射一束光从空气（n=1）垂直入射到玻璃（n=1.5）中。

根据折射定律，请回答以下问题：1. 入射角和折射角的关系；2. 光的速度在空气和玻璃中的比值；3. 光的频率在空气和玻璃中是否改变。

练习题三：干涉现象两束相干光垂直入射到一个薄膜上，反射光和透射光的路径差为λ/4。

请回答以下问题：1. 反射光和透射光的相位差；2. 当反射光和透射光合成时，是否会发生干涉现象；3. 干涉程度与路径差的关系。

练习题四：光的偏振一束偏振光以45°的角度入射到一块偏振片上，通过该偏振片后，请回答以下问题：1. 出射光的偏振状态；2. 若将这束出射光再次入射到另一块偏振片上，且两片偏振片光轴垂直，求通过第二块偏振片的光的强度比原来的光强。

练习题五：光的衍射一束单色光通过一个狭缝后，发生衍射现象。

请回答以下问题：1. 产生衍射现象的必要条件；2. 当狭缝越窄时，衍射条纹的宽度是增大还是减小；3. 如何利用衍射现象来测量小孔的直径。

练习题六：激光技术激光在现代工程中有着广泛的应用。

请简要回答以下问题：1. 什么是激光，它与常规光有何不同之处；2. 列举至少三个激光应用的领域，并简述其原理；3. 激光在通信中的作用和优势是什么。

解答如下：练习题一：1. 物体的实际高度为10 cm。

2. 物体到透镜的像距为40 cm，像的放大倍数为1。

3. 像为实像。

练习题二：1. 入射角和折射角的关系由折射定律给出：n1sinθ1 = n2sinθ2，其中θ1为入射角，θ2为折射角，n1和n2分别为两种介质的折射率。

工程光学习题1

π
2
∵ E = 1 =C B εμ
B=
2 = 0.67 × 10 −8 (T ) 3 × 10 8
相应磁场 B 的表达式为
⎧ ⎡ ⎞ π⎤ −8 14 ⎛ z ⎪ B x = −0.67 × 10 cos ⎢2π × 10 ⎜ − t ⎟ + ⎥ (T ) ⎝c ⎠ 2⎦ ⎣ ⎪ ⎪ ⎨B y = 0 ⎪ ⎪Bz = 0 ⎪ ⎩
当 γ = 6 × 1014 Hz ， Δγ = 3 × 10 8 Hz 时
λ=
c
γ
= Δγ
3 × 108 = 5 × 10 − 7 m 14 6 × 10
Δλ =
γ
⋅λ =
3 × 108 × 5 × 10 − 7 = 2.5 × 10−13 代入 14 6 × 10
λm =
2π 2π 2λ (λ + Δλ ) = = 1 ⎞ km Δλ ⎛1 π⎜ − ⎟ ⎝ λ λ + Δλ ⎠
5
⎧ ⎡⎛ 1 ⎤ ⎤⎫ ⎡⎛ 1 1 ⎞ 1 ⎞ = 2a cos⎨π ⎢⎜ + ⎟ Z − Δγt ⎥ ⎟ Z − (2γ − Δγ )t ⎥ ⎬ cos π ⎢⎜ − ⎦ ⎦⎭ ⎣⎝ λ λ + Δλ ⎠ ⎩ ⎣⎝ λ λ + Δλ ⎠
⎡ ⎛1 ⎤ 1 ⎞ A = 2a cos ⎢π ⎜ − ⎟ Z − Δγt ⎥ ⎣ ⎝ λ λ + Δλ ⎠ ⎦
14
π z -t）+ ]知： 2 c
y( E ) (B)
E × H = Z
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ω = 2πγ = 2π × 1014
14
z( k )
∴频率：γ=10 （Hz） λ=cT=

工程光学试卷

工程光学（上）期末考试试卷一．问答题：（共12分，每题3分）1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？ 2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？ 3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？ 4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？二．图解法求像或判断成像方向：（共18分，每题3分）1．求像A 'B ' 2．求像A 'B '3．求物AB 经理想光学系统后所成的像，并注明系统像方的基点位置和焦距 4．判断光学系统的成像方向5．求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场 6．判断棱镜的成像方向题2-3图题2-2图三．填空：（共10分，每题2分）1．照明系统与成像系统之间的衔接关系为：①________________________________________________ ②________________________________________________2．转像系统分____________________和___________________两大类，其作用是：_________________________________________ 3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________, 该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。

题2-4图题2-5图题2-6图4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________, ________________________和_______________________。

5．激光束聚焦要求用焦距较________的透镜，准直要用焦距较________的透镜。

四．计算题：（共60分）1．一透镜焦距mm f 30'=，如在其前边放置一个x6-=Γ的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。

工程光学复习题(完整)

一．问答题：（共12分，每题3分）1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？二．图解法求像或判断成像方向：（共18分，每题3分）1．求像A'B'2．求像A'B'3．求物AB经理想光学系统后所成的像，并注明系统像方的基点位置和焦距4．判断光学系统的成像方向5．求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场6．判断棱镜的成像方向三．填空：（共10分，每题2分）1．照明系统与成像系统之间的衔接关系为：①________________________________________________②________________________________________________2．转像系统分____________________和___________________两大类，其作用是：_________________________________________3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________,该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。

4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________, ________________________和_______________________。

5．激光束聚焦要求用焦距较________的透镜，准直要用焦距较________的透镜。

四．计算题：（共60分）1．一透镜焦距mm f 30'=，如在其前边放置一个的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。

（10分）2．已知mm r 201=，mm r 202-=的双凸透镜，置于空气中。

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。

8.某人眼睛在放松状态下只能将位于眼睛前方0.5m处的物体成像在视网膜上，则此人眼睛的度数为—200 度，应该戴一副焦距f’=—500 mm的眼镜。

三．作图（20分，每题5分）1.完成光路图，标出A的像A’，保留作图痕迹。

（1）答案：（2）用图解法求组合光组的基点（基面）的位置。

工程光学第一章习题及解答

n2
1.5
n' 2
1
r2
30mm
1
2
l2 90 60 30mm
.
带入①式可得：l2' 15mm（实像） C
距 2 面右侧15mm处
解：（2）满足②式 1/ l' 1/ l 2 / r
l3 r3 30mm
带入②式可得：l3' 15mm （虚像）
l3

l
' 2

10cm
n3 1.5
nl ' / n'l
n3' 1
r3 20cm y3 1 / 6cm
得：
l
' 3

8cm
3 1.2
y3 0.2cm
l'
r
l
解： L() Q M MQ ' h2 (2r )
L() (l )2 h2 (l' )2 h2
l2 2(r l) l'2 2(r l')
dl
rl
r l'

d l2 2(r l) l'2 2(r l')
1
r5 30mm
代入①式，得：l5' 75mm （虚像）
距 1 面右侧75mm处
1
2
.
C
3. 有平凸透镜r=100mm，r=∞，d=300mm， n=1.5,当物体在-∞时，求高斯像的位置l’。在第二面上刻一十字丝，
问: 其通过球面的共轭像处？当入射高度h=10mm时，实际光线的像方截距为多少？与高斯像面的距离为多少？

工程光学期末考试题库试题含答案详解

⼯程光学期末考试题库试题含答案详解⼀、填空题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= ___ ，条纹间距同时可称为。

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，轴向位移量为_______ 。

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 ____ ，另⼀类为 _____ 。

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________ 。

neo的单轴晶体称为 __________ 。

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．单个折射球⾯横向放⼤率β=，当-1<β<0时，成像性质为。

8．两列波相⼲的条件 ____ ___________ 、_____________ _9.假设光波的偏振度为p，则p=0时表⽰ ____ ____ ，p=1时表⽰_____ ___ __ ,0时表⽰ _____ _____ 。

10.菲涅尔圆孔衍射图样的中⼼点可能是___ ____的，也可能是_ 的，⽽夫琅和费衍射图样的中⼼点是___________ 的。

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

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_______ _ 偏振光，折射光为____ __ 偏振光。

13.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 _______ 。

14.在迈克尔逊⼲涉仪中，⽤单⾊光源直接照明，若反射镜M1、M2严格垂直，则此时发⽣（等倾或等厚）⼲涉，可观察到__________ ___ __（描述条纹特点）,若M1与M2’间的厚度每减少 _______ 的距离,在条纹中⼼就⼀个条纹15.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。

工程光学复习题及答案

工程光学复习题及答案一、单项选择题1. 光学中，光的波动性可以通过以下哪个实验来验证？A. 双缝干涉实验B. 单缝衍射实验C. 迈克尔逊干涉仪实验D. 光的偏振实验答案：A2. 以下哪种光学元件可以实现光的会聚？A. 凸透镜B. 凹透镜C. 平面镜D. 棱镜答案：A3. 光的折射定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 惠更斯C. 斯涅尔D. 爱因斯坦答案：C二、填空题4. 光在真空中的传播速度是_________m/s。

答案：3×10^85. 光的波长、频率和速度之间的关系可以用公式_________来表示。

答案：v=λf6. 光的偏振现象表明光是一种_________。

答案：横波三、简答题7. 简述光的干涉现象及其产生条件。

答案：光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时，由于光波的相位差引起的光强分布出现明暗相间的条纹。

产生干涉的条件是：两束光必须是相干光，即它们的频率相同，相位差恒定或满足一定的关系。

8. 什么是光的衍射现象？并举例说明。

答案：光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，光波的传播方向发生改变，形成明暗相间的衍射图样。

例如，当光通过单缝时，会在缝后形成衍射条纹，这种现象称为单缝衍射。

四、计算题9. 已知一束光的波长为500nm，求其在真空中的频率。

答案：根据公式v=λf，光在真空中的速度v=3×10^8 m/s，波长λ=500×10^-9 m，代入公式可得频率f=v/λ=(3×10^8)/(500×10^-9) Hz=6×10^14 Hz。

10. 一束光从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。

答案：根据斯涅尔定律n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1为空气的折射率，n2为水的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。

空气的折射率n1≈1，水的折射率n2≈1.33，代入公式可得sinθ2=n1sinθ1/n2=1×sin30°/1.33≈0.433，因此θ2≈26.3°。

工程光学考试题及答案高中

工程光学考试题及答案高中一、选择题1. 光学成像的基本条件是什么？A. 物体必须在焦点以内B. 物体必须在焦点以外C. 物体必须在焦点上D. 物体必须在焦距以内答案：B2. 凸透镜成像的规律是什么？A. 物远像近像变小B. 物近像远像变大C. 物远像远像变大D. 物近像近像变小答案：B3. 以下哪种情况不属于光的折射现象？A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气中C. 光从玻璃进入空气中D. 光从空气直接传播答案：D4. 光的三原色是什么？A. 红、绿、蓝B. 红、黄、蓝C. 红、橙、绿D. 蓝、绿、紫答案：A5. 以下哪种光学仪器是利用光的反射原理制成的？A. 望远镜B. 放大镜C. 显微镜D. 潜望镜答案：D二、填空题6. 凸透镜的焦距越短，其成像能力越________。

答案：强7. 当物体位于凸透镜的焦点上时，成像情况是________。

答案：不成像8. 光的折射定律中，入射角和折射角的关系是________。

答案：入射角越大，折射角越大9. 光的干涉现象是指两个或两个以上的________相互叠加的现象。

答案：光波10. 光的衍射现象是指光绕过障碍物继续传播的现象，这种现象说明了光具有________。

答案：波动性三、简答题11. 请简述光的干涉条件。

答案：光的干涉条件包括：光波的频率相同、光波的相位差恒定、光波的振动方向相同。

12. 什么是全反射现象？请简述其产生条件。

答案：全反射现象是指当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，光将完全反射回光密介质中。

产生全反射的条件包括：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角。

四、计算题13. 已知凸透镜的焦距为10cm，物体距离透镜15cm，求像的性质和位置。

答案：根据凸透镜成像公式1/f = 1/u + 1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距。

代入数据得1/10 = 1/15 + 1/v，解得v = 30cm。

由于物距大于焦距，像距大于物距，所以成像为倒立、放大的实像。

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例1 已知照相物镜的焦距f’=75mm，被摄景
物的位置（以F点为坐标原点）在x=-∞，2m处，试求照相底片分别在离物镜的像方焦面多远的地方？
解：根据题意，物镜位于空气中，用牛顿公式可以分别求得底片离物镜的像方焦面的位置x’
xx' ff '
当 x 时
x 2m 时 x' 0 x' 2.8125 mm
例2：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？
n' n n'n l' l r f x
例3
人眼的角膜可认为是一曲率半径r=7.8mm的折射球面，其后是n=4/3的液体。如果看起来瞳孔在角膜后3.6mm处，且直径为4mm，求瞳孔的实际位置和直径。

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。

4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0，求光纤的数值孔径（即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。

解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有：n0sinI1=n2sinI2 (1)而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：(2)由（1）式和（2）式联立得到n0 sinI1 .5、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。

工程光学习题(1)

解：，
，
17. 二个薄凸透镜构成的系统，其中透镜直径，，，透镜L2位于L1
后，若入射平行光，请判断一下孔径光阑，并求出入瞳的位置及大小。
解：判断孔径光阑：第一个透镜对其前面所成像为本身，
第二个透镜对其前面所成像为，其位置：
，求出，，其大小
为：，2
因为，故第一透镜为孔阑，其直径为4厘米，它同时为入瞳。
2．用图解法就像可供选择的典型光线和可利用的性质有哪些？答：（1）平行于光轴入射的光线，它经过系统后过像方焦点；（2）过物方焦点的光线，它经过系统后平行于光轴；（3）倾斜于光轴入射的平行光束经过系统后会交于像方焦平面上的一点；（4）自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束；（5）共轭光线在主面上的投射高度相等。 3．简述棱镜系统成像方向判断原则。答：（1）坐标轴和光轴的出射方向一致；（2）垂直于主截面的坐标轴视屋脊面的个数而定，如果有奇数个屋脊面，则其像坐标轴方向与物坐标轴方向相反；如果没有屋脊面或有偶数个屋脊面，则像坐标轴方向与物坐标轴方向一致。（3）平行于主截面的坐标轴的方向视反射面的个数（屋脊面按两个反射面计算）而定。如果物坐标系为右手坐标系，当反射面个数为偶数时，坐标轴按右手坐标系确定；而当反射面个数为奇数时，坐标轴依左手坐标系确定。 4．何为孔径光阑、视场光阑？何为入射光瞳、出射光瞳？答：（1）限制轴上物点孔径角大小的金属圆片称为孔径光阑。（2）限定成像范围的光阑称为视场光阑。（3）孔径光阑经孔径光阑前面光学系统所成的像称为入射光瞳；（4）孔径光阑经孔径光阑后面光学系统所成的像称为出射光瞳。 5．光学系统成完善像的条件可以表述为？答：（1）入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。（2）输入光为同心光束时，出射光亦为同心光束。（3）物点及其像点之间任意两条光路的光程相等。 6．摄像物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？答：摄影物镜的三个重要参数分别是焦距、相对孔径和视场角。焦距决定成像的大小，相对孔径决定像面照度，视场决定成像的范围。 7．简述共轴理想光学系统所成的像的性质。答：（1）位于光轴上的物点对应的共轭像点也必然位于光轴上；

工程光学--期末考试试题

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、选择题（每小题2分，共20分）1.一个平行细光束经过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。

-100mmB。

-50mmC。

50mmD。

100mm2.一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。

2μmB。

0.5线/μmC。

50线/mmD。

500线/mm3.一个发光强度为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/4B。

I/2C。

2ID。

4I4.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-1B。

0.01mmC。

0.02mm-1D。

0.02mm6.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。

200mmD。

-200mm8.一个高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：A。

β=－2B。

β=－1/2C。

β=1/2D。

β=29.一个平面光波可以表示为exp(jkz-wt)，在传播介质的折射率是：A。

0.65B。

1.5C。

1.54D。

1.6510.强度为I的自然光通过起偏器后，出射光是：A。

强度为I的线偏振光。

B。

强度为I/2的线偏振光。

C。

强度为I的自然光。

D。

强度为I/2的自然光。

二、填空题（每小题2分，共10分）1.一束强度为I、振动方向沿铅垂方向的线偏振光通过一个检偏器后，透过光的强度为I/2，则检偏器透光轴与铅垂方向的夹角为（45度）。