应用光学习题

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= ）进入水（ n= ），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= 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。

•试用作图法对位于空气中的正透镜（）分别对下列物距：

求像平面位置。

•试用作图法对位于空气中的负透镜（）分别对下列物距：

求像平面位置。

•已知照相物镜的焦距毫米，被摄景物位于距离

米处，试求照相底片应放在离物镜的像方焦面多远的地方•设一物体对正透镜成像，其垂轴放大率等于－ 1 ，试求物平面与像平面的位置，并用作图法验证。

•已知显微物镜物平面和像平面之间的距离为 180 毫米，垂轴放大率为－ 5 ，求该物镜组的焦距和离开物平面的距离（不考虑物镜组二主平面之间的距离）。

•已知航空照相机物镜的焦距＝ 500 毫米，飞机飞行高度为 6000 米，相机的幅面为300 × 300 毫米 2 ，问每幅照片拍摄的地面面积。

•由一个正透镜组和一个负透镜组构成的摄远系统，前组正透镜的焦距＝ 100 毫米，后组负透镜

的焦距＝－ 50 毫米。要求由第一组透镜道组合系统像方焦点的距离为系统的组合焦距的，求二透镜组之间的间隔 d 应为多少组合焦距等于多少

•如果将第 10 题中的系统用来对 10 米远的物平面成像，用移动第二组透镜的方法，使像平面位于移动前组合系统的像方焦平面上，问透镜组移动的方向和移动距离

•由两个系统构成的一个倒像系统，设第一组透镜的焦距为，第二组透镜的焦距为，物平面位于第一组透镜的物方焦平面上，求该倒像系统的垂轴放大率。

•由两个同心的反射面（二球面的球心重合）构成的光学系统，按照光线反射的顺序第一个反射球面是凹的，第二个反射球面是凸的，要求系统的像方焦点恰好位于第一个反射球面的顶点，求两个球面的半径

、和二者之间的间隔 d 之间的关系。

•假定一显微物镜由相隔 20 毫米的两个薄透镜组构成，物平面和像平面之间的距离为 180 毫米，放大率＝－10 × ，要求近轴光线通过二透镜组时的偏角和相等，求二透镜组的焦距。

•电影放映机镜头的焦距＝ 120 毫米，影片画面的尺寸为22 × 16 毫米 2 ，银幕大小为× 4.8 米 2 ，问电影机应放在离银幕多远的地方如果把放映机移到离银幕 50 米远处，要改用多大焦距的镜头

•一个投影仪用5 × 的投影物镜，当像平面与投影屏不重合而外伸 10 毫米时，则须移动物镜使其重合，试问物镜此时应向物平面移动还是向像平面移动移动距离为多少

•一照明聚光灯使用直径为 200 毫米的一个聚光镜，焦距为＝ 400 毫米，要求照明距离为 5 米远的一个直径为 3 米的圆，问灯泡应安置在什么位置

•已知一个同心透镜＝ 50 毫米，厚度 d ＝ 10 毫米， n= ，求它的主平面和焦点位置。

第三章 : 眼睛的目视光学系统 ( 理论学时： 6 学时，实验学时： 2 学时 )

•讨论题：当进入已开演的电影院时，看不清周围的人和坐位，为什么过一会就能看清了当白天走出电影院时，感到光线特别强，这是为什么

•思考题：人眼的视角分辨率是什么含义为什么人眼的视角分辨率是有限的

•正常人眼的远点在什么地方若某正常人眼的最大调节范围为－ 10 视度，其近点距离为多少

•用两个负透镜能否构成一个望远镜为什么

•假定用眼睛直接观察敌人的坦克时，可以在 400 米的距离上看清坦克的编号，如果要求距离 2 公里也能看清，问应该使用几倍的望远镜

•有一焦距为 150 毫米的物镜，拟装成一个 6 倍的望远镜，问组成开普勒和伽利略望远镜时，目镜的焦距各为多少镜筒长（物镜和目镜之间的距离）各为多少

•焦距仪上测微目镜的焦距为 17 毫米，使用叉线对准，问瞄准误差等于多少

•燃烧室离观察窗 1.5 米，为了看清燃烧室内的情况，需要采用一个实际视放大率为 5 倍的仪器，假定物镜和目镜之间的距离为 200 毫米（物镜和目镜的厚度均忽略不计），试问物镜焦距和目镜焦距各为多大若要求视度调节范围为± 5 视度，目镜的总移动量为多大

第四章 : 平面镜棱镜系统 ( 理论学时： 8 学时 )

•讨论题：平面镜棱镜系统有什么用途

•思考题：单平面镜和双平面镜旋转有什么实际应用

•如果要求周视瞄准镜光轴俯仰± 15 °，问端部直角棱镜应俯仰多大角度

•平面镜成像有哪些性质单平面镜和双平面镜旋转各有什么特点

•假定望远镜物镜的焦距为 80 毫米，通光口径为 20 毫米，半视场角ω＝5 °，在它后面 50 毫米处放一直角屋脊棱镜90 ° 2 ，求棱镜的尺寸和像面的位置。