天津大学-2015学年工程光学期末考试试卷
工程光学试题
工 程 光 学 试 题一、简答题（24分，每小题6分） 1、简要说明人类迄今关于光本性的认识；2、简要说明利用普通单色点光源产生干涉现象的基本方法；3、简要说明衍射现象及所满足的规则，并评衍射与干涉的联系和区别；4、写出激光的主要特点。
二、（12分）若介质折射率为真空中光速c 与介质中光速v 比值，试由惠更斯原理推导出折射定律。
三、（20分）一个双凸薄透镜的两个球面的曲率半径均为r （其中一个球面镀有全反射膜），透镜玻璃的折射率为n 。
当物放在距离透镜距离为s 时，反射像与物位于同一平面，试问：r 、n 、s 三者之间的关系怎样？（提示：1）双凸薄透镜的焦距为rn f 2)1(11-=；2）整个成像过程可以看成一个等效反射镜实现的，分别由三个密接镜，即：双凸薄透镜+球面镜+双凸薄透镜 进行的）若有一直角棱镜（顶角约15o ），拟在分光计上用自准直法测量该棱镜的折射率。
请画出光路示意图并说明实验原理，写出相应的测量公式及其误差传递公式。
（提示：分光计上的望远镜中的叉丝及叉丝像是否重合是判断自准直光路的依据，重合则表明平行光出射后沿原方向返回）五、（15分）钠原子发出的黄光为等强度的双波长结构，其波长分别为λ1 和λ2，所对应的光波可分别表示为)cos(),(1111t z k A t U ωλ-=和)cos(),(2222t z k A t U ωλ-=，（其中：112λπ=k ；222λπ=k ；112λπωc=；222λπωc=；c 为光速）。
请说明二者的叠加所形成的合成波包络仍是一个时空周期函数，并问其时间和空间周期分别为多少？六、（20分）如图所示，2束完全相干、波长为λ、之间夹角为2θ的平行光，对称于z 轴投射于屏幕（xy ），设其振幅分别为A 1= A ；A 2=2A ；其初相位在原点均为0。
试求出干涉场的强度分布，并讨论干涉场的主要特征。
波长为λ，光强为I0的2路平行光分别照明如图所示的衍射屏BMW1和BMW2，SP为半透半反镜（从O点观察BMW1和BMW2，二者成互补方式放置）若2路平行光来自不同的点光源，问：1）2路光分别存在时，透镜焦平面上各自所产生的衍射花样是否异同？2）2路光同时存在时，所叠加的总花样与1）的衍射花样是否不同？八、（15分）在两个静止的、理想的、透光方向正交的偏振片的左侧，入射强度为I0的平行自然光，假定在两个的偏振片之间又插入另一个理想的偏振片，并以角速度ω绕入射光方向旋转，若t=0时中间偏振片透光方向恰好与第一个偏振片透光方向成600角，则最后从右侧的透射出的光强I (ω, t)=?请设计并论证区分椭圆偏振光与部分偏振光的实验方案，提出所需的元器件及数量，并说明其中所包含的原理。
工程光学期末考试试题总结
1.一根折射率为1.50的玻璃棒,在其两端磨园并抛光成半径为5cm的球面,当一物放置于棒轴上离一端20cm处时,最后的像成在离另一端40cm处,此棒的长度为多少?（5分) 2.一束平行细光束入射到一半径为r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上,若在凹面镀上反射膜,求其会聚点的位置?（5分）3.一个半径为的600mm的薄壁玻璃球盛满水,若将一条鱼放置玻璃球中,当鱼游到据球面200mm位置时,求正面观察时,人眼看到的鱼像的位置及像的放大率。
玻璃壁的影响可忽略不计,水的折射率n=1.33。
（5分）4.设一系统位于空气中，垂轴放大率为-10倍，由物面到像面的距离（共轭距离）为7200mm，物镜两焦点间距离为1140mm，求物镜焦距，并绘出基点位置图。
（5分）5.已知一个透镜把物体放大-3倍投影早屏幕上，当透镜向物体移近18mm时，物体将被放大-4倍，试求透镜的焦距，并用图解法校核之。
（5分）6.希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜，焦距f'=1200mm，由物镜顶点到像面的距离（筒长）L=700mm,由系统最后一面到像平面的工作距离（工作距）l k’=400mm,按最简单结构的薄透镜系统考虑，求系统结构，并画出光路图。
（5分）7.有三个薄透镜，其焦距分别为f1’=100mm,f2’=50mm,f3’=-50mm,d1=10mm,d2=10mm,求组合系统的基点位置。
（5分）8.有三块薄透镜焦距,分别为f1'=100mm,f2=50mm,f3'=-50mm,其d1=10mm,d2=10mm,求组合系统的基点位置。
（5分）9.一薄透镜焦距f1’=100mm,和另一焦距为50mm的薄透镜组合，其组合焦距仍为100mm，问两薄透镜的相对位置，并求基点位置，并画图验证。
（5分）10.两块薄凸透镜组成一光学系统。
其中f'1=100mm，f'2=-250mm，d=400mm，（1）求透镜组的等效焦距f'。
工程光学--期末考试试题
工程光学--期末考试试题
1. 什么是光线追迹方法，其用途是什么？
2. 简述折射定律及其公式表示。
3. 分析物体在离开主轴越远的位置处放置，会带来什么影响？
4. 定义什么是球差，指出如何消除措施。
5. 确定什么是透镜的光圈，以及对成像的影响。
6. 简述衍射现象及其在光学设计中的应用。
7. 概述什么是色差，描述其发生的原因和常见的校正方法。
8. 确定什么是非球面透镜，列举其在光学设计和工业应用中的使用。
9. 定义什么是反射率，如何计算它。
10. 简述光学系统的光子学特性，并描述其如何影响光线传输。
天大工程光学(下)期末考试试卷及答案
工程光学（下）期末考试试卷一、填空题（每题2分，共20分）1．在夫琅和费单缝衍射实验中，以钠黄光（波长为589nm ）垂直入射，若缝宽为0.1mm ，则第1极小出现在（ ）弧度的方向上。
2．一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜，透镜焦距为50cm ，测得透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是31066.6-⨯cm ，则光波波长为（ ）nm 。
3．已知闪耀光栅的闪耀角为15o ，光栅常数d=1μm ，平行光垂直于光栅平面入射时在一级光谱处得到最大光强，则入射光的波长为（ ）nm 。
4．晶体的旋光现象是（ ），其规律是（ ）。
5．渥拉斯棱镜的作用（ ），要使它获得较好的作用效果应（ ）。
6．()=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡11001011111i i利用此关系可（ ）。
7．波片快轴的定义：（ ）。
8．光源的相干长度与相干时间的关系为（ ）。
相干长度愈长，说明光源的时间相干性（ ）。
9．获得相干光的方法有（ ）和（ ）。
10． 在两块平板玻璃A 和B 之间夹一薄纸片G ，形成空气劈尖。
用单色光垂直照射劈尖，如图1所示。
当稍稍用力下压玻璃板A 时，干涉条纹间距（ ），条纹向（ ）移动。
若使平行单色光倾斜照射玻璃板（入射角01>i ），形成的干涉条纹与垂直照射时相比，条纹间距（ ）。
二、问答题（请选作5题并写明题号，每题6分，共30分）1． 简要分析如图2所示夫琅和费衍射装置如有以下变动时，衍射图样会发生怎样的变化？1）增大透镜L 2的焦距； 2）减小透镜L 2的口径；3）衍射屏作垂直于光轴的移动（不超出入射光束照明范围）。
2． 以迈克尔逊（M ）干涉仪的等倾圆环和牛顿（N ）环为例，对“条纹形状”作一简要讨论，（从中央级次、条纹移动分析它们的相同点与不同点）。
3． 利用惠更斯作图法求下列方解石晶体中的双折射光（标出光线方向和光矢量方向）。
4． 拟定部分偏振光和方位角为α的椭圆偏振光的鉴别实验。
工程光学试题
工程光学试题—■判断（分，每题分）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，横向放大率卩=3,表明该物所成的像为正立像且物像虚实相反。
（v6.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O（V）二.填空（分，每空分）1.一条入射线经转e角的平面镜反射,其反射光线转过兰角，2夹角为a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2n a。
2.用垂轴放大率判断物、像正倒关系方法：当0>0时正像，0<0时倒像。
3.光楔的顶角为a，则其最小偏向角为（n-1）a。
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2£0_mm，视度调节范围为10屈光度，明视距离为250mm。
6•设计一个T=5x的放大镜，其焦距f=50mm。
7•已知某望远镜物镜焦距f1D=250mm，f2D=25mm，则该望远镜焦距fD=8,光学筒长L=275mm,放大倍数T=-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一200度，应该戴一副焦距fD=—500mm的眼镜。
三■作图（分，每题分）1.完成光路图，标出A的像AQ，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。
答案：、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系。
工程光学下篇物理光学试卷题目
工程光学（下）期末考试试卷一、填空题（每题2分，共20分）1．在夫琅和费单缝衍射实验中，以钠黄光（波长为589nm ）垂直入射，若缝宽为0.1mm ，则第1极小出现在（ ）弧度的方向上。
2．一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜，透镜焦距为50cm ，测得透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是31066.6-⨯cm ，则光波波长为（ ）nm 。
3．已知闪耀光栅的闪耀角为15o，光栅常数d=1 m，平行光垂直于光栅平面入射时在一级光谱处得到最大光强，则入射光的波长为（ ）nm 。
4．晶体的旋光现象是（ ），其规律是（ ）。
5．渥拉斯棱镜的作用（ ），要使它获得较好的作用效果应（ ）。
6．()=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡11001011111i i利用此关系可（ ）。
7．波片快轴的定义：（ ）。
8．光源的相干长度与相干时间的关系为（ ）。
相干长度愈长，说明光源的时间相干性（ ）。
9．获得相干光的方法有（ ）和（ ）。
10．在两块平板玻璃A 和B 之间夹一薄纸片G ，形成空气劈尖。
用单色光垂直照射劈尖，如图1所示。
当稍稍用力下压玻璃板A 时，干涉条纹间距（ ），条纹向（ ）移动。
若使平行单色光倾斜照射玻璃板（入射角01>i ），形成的干涉条纹与垂直照射时相比，条纹间距（ ）。
二、问答题（请选作5题并写明题号，每题6分，共30分）αA BG 图11．简要分析如图2所示夫琅和费衍射装置如有以下变动时，衍射图样会发生怎样的变化？1）增大透镜L 2的焦距； 2）减小透镜L 2的口径；3）衍射屏作垂直于光轴的移动（不超出入射光束照明范围）。
2．以迈克尔逊（M ）干涉仪的等倾圆环和牛顿（N ）环为例，对“条纹形状”作一简要讨论，（从中央级次、条纹移动分析它们的相同点与不同点）。
3．利用惠更斯作图法求下列方解石晶体中的双折射光（标出光线方向和光矢量方向）。
4．拟定部分偏振光和方位角为α的椭圆偏振光的鉴别实验。
《工程光学》课程考试试题
《工程光学》课程考试试题学年第一学期—班级时量：100分钟总分：100分考试方式：团卷一.单项选择题（共40分，每题4分）.近轴区有限大小的实物经过单个折射球面成像，其物方截距与像方截距分别为5mm与TOmg 那么以下说法正确的选项是？（）A.为正立、放大的实像B.为正立、缩小的虚像C.为倒立、放大的实像D.为倒立、缩小的虚像1.照相物镜的焦距f' =80mm,被摄景物位于（以F点为坐标原点）x=4m处，那么照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方？（）A. 1mmB. 1.2mmC. 1.6mmD. 2mm2.有一双平面镜系统，光线平行于其中一个平面入射，经过两次反射后，其出射光线与另一平面镜平行，那么两平面镜的夹角是多少？（）A. 15 度B. 30 度C. 45 度D. 60 度4. 一双200度的远视眼，矫正时应戴何种透镜的眼镜？焦距为多大？（）A.正透镜，200mmB.正透镜，500mmC.负透镜，200mmD.负透镜，500mm.光学系统中常利用齐明透镜来校以下哪种像差？（）A.球差B.彗差C.像散D.场曲.当自然光从空气射到折射率为1.327的玻璃片上时，得到的反射光为线偏振光，那么此时的入射角为（）A. 30 度B. 45 度C. 53 度D. 60 度.为获得长景深镜头，照相机在调节时应采用以下哪种模式？（）A.焦距大，光圈数F与对准距离小B.焦距小，对准距离与光圈数F大C.对准距离与焦距大，光圈数F小D.对准距离小、焦距与光圈数F大7.楔形平板的折射率为n,采用波长为X的光波正入射获得了宽度为e的等厚干涉条纹，那么楔角可表示为（）A. n/2 X eB. 2n/入 eC. 入/2neD. 2 X /ne8.在等倾干涉实验中，照明光波波长为600nm,平板厚度为0.4mm,折射率为1.5,以下说法正确的是（）A.中央条纹为亮纹，级数为1000 B.中央条纹为亮纹，级数为2000C.中央条纹为暗纹，级数为1000. 5D.中央条纹为暗纹，级数为2000. 5.某菲涅耳波带片包含8个波带，4个奇数带通光，4个偶数带不通光，那么光强为没有光阑存在时的多少倍？（）A. 16B. 64C. 32D. 128.填空（共20分，每题2分）1.测量仪器中常采用远心光路消除因调焦不准所产生的测量误差。
工程光学期末复习题(含答案)
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。
光学期末考试卷答案
考题2评分标准一、填空题（每空1分，共10分）1. D λ/d （1分）；变大（1分）2. 凹（1分）；200度（1分）3. 菲涅耳衍射（1分）；夫琅禾费衍射（1分）4. r 1+r 2+r 3（1分）；n 1r 1+n 2r 2+n 3r 3（1分）5.物方焦点（1分）；像方焦点（1分）二、简答题（每小题5分，共10分）1．已知弹性薄片的相速度为p v a=，其中a 是常数，求其群速度。
答：由 ()y p p d v v v d λλ=- 得 2y a v λ= （5分） 2. 两个正交偏振器之间插入一块λ/2波片，强度为I 0的单色光通过这一系统，如果波片绕光的传播方向旋转一周，问将看到几个光强极大值和极小值？并写出光强数值大小。
答：分别将看到4个极大和4个极小值（2分）。
（当波片光轴平行或垂直于起偏器光轴时完全消光，出现极小值。
）光强为0；（当波片光轴与偏振器光轴成45度角时，出现极大。
）光强为I 0/2。
（3分） 三、选择题（每小题3分，共30分）1B （3分）；2D （3分）；3A （3分）；4A （3分）；5B （3分）；6D （3分）；7A （3分）； 8B （3分）；9A （3分）；10D （3分）四、作图题（10分）五、计算题（每小题10分，共40分）1．解： (1) 由公式 0r y d λ∆= 得 550 6.4100.08cm 0.04y -∆=⨯⨯= （5分） (2) 62100.01sin tan 0.04810cm 50y r r d d d r θθ--≈≈===⨯ ()6215228106.4104r r πππϕλ--∆=-=⨯=⨯ （5分） 2．解： s i n d j θλ= d = 24000Å （2分）jN λλ=∆ N = 60000条 （3分）, =3, 1,2d j j k b k == b 1=8000 Å, b 1=12000 Å（3分）L =Nd =60000×24000 Å=0.144m （2分）3解：(1) ()()πλπ122+=-k n n d e o (2分) ()()()cm k n n k d e o 31075.21212-⨯⨯+=-+=π (3分) (2) 由(1)可知该波片为λ/2 波片，要透过λ/2 波片的线偏振光的振动面和入射光的振动面垂直即：2θ=90° (2分)得到：θ=π/4 (3分)4.解：分成两半透镜，对称轴仍是PKO ，P 1 ，P 2 构成两相干光源， 相距为d 。
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。
光学期末考试试卷(A)
一、选择题1、光波之所以产生光效应是光波中的起作用。
A、电矢量B、磁矢量C、电矢量和磁矢量共同作用D、基本单元光子组成的粒子流2、用白光入射牛顿环装置，在折射光方向观察到的干涉花样。
A、外紫内红的同心圆环，中心处为亮点B、外紫内红的同心圆环，中心处为暗点C、外红内紫的同心圆环，中心处为暗点D、外红内紫的同心圆环，中心处为亮点3、用白光入射牛顿环装置，在反射光方向观察到的干涉花样。
A、外紫内红的同心圆环，中心处为亮点B、外紫内红的同心圆环，中心处为暗点C、外红内紫的同心圆环，中心处为暗点D、外红内紫的同心圆环，中心处为亮点4、当光从介质1入射到与介质2的分界面，发生“半波损失”。
A、n1>n2，i=0°、90°折射光线；1B、n1<n2，i=0°、90°折射光线1C、n1>n2，i=0°、90°反射光线；1D、n1<n2，i=0°、90°反射光线15、牛顿环实验是干涉。
A、分振幅多光束B、分振幅双光束C、分波面多光束D、分波面双光束6、白光照射杨氏双缝得到的干涉图样为。
A、中央为明条纹，两旁为内紫外红的彩色条纹B、中央为明条纹，两旁为内红外紫的彩色条纹C、中央为暗条纹，两旁为内紫外红的彩色条纹D、中央为暗条纹，两旁为内红外紫的彩色条纹7、在迈克耳逊干涉仪中，两平面镜镜面相互垂直时，所得条纹为 a ，且干涉图样为 b ，答案为。
A、a、等倾干涉； b、同心圆环且外圆为低级B、a、等映干涉； b、同心圆环且外圆为高级C、a、等厚干涉； b、同心圆环且外圆为低级D、a、等厚干涉； b、同心圆环且外圆为高级8、杨氏干涉是干涉。
A、分振幅双光束B、分振幅多光束C、分波面双光束D、分波面多光束二、填空题1、从普通光源中获取相干光的二大方法：和。
杨氏实验中相干关获取采用了。
2、二束光产生相干的三个条件是，和。
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_________________。
4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________,题2-4图题2-5图题2-6图________________________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--期末考试试题
测控专业--工程光学--期末考试试题一、项选择题（每小题2分，共20分）1一平行细光束经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．－100mm B．－50mm C．50mm D．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． 2μm； B． 0.5线/μm； C． 50线/mm； D． 500线/mm；3．一个发光强度为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/4 B．I/2 C．2I D． 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-1； B．0.01mm； C．0.02mm-1； D．0.02mm；6．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．200mm； D．–200mm；8．一个高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=－2× B．β=－1/2× C．β=1/2× D．β=2×9．一个平面光波可以表示为，则该平面波所在传播介质的折射率是：A． 0.65； B． 1.5； C． 1.54； D． 1.65；10．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（度）。
天大工程光学(上)期末考试试卷及答案
建设单位：施工单位：编制单位：技术负责人： 审批人：编制人： 审核人：编制日期： 审批日期：目录1 工程概况工程光学（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图建设单位：施工单位：编制单位：技术负责人： 审批人：编制人： 审核人：编制日期： 审批日期：目录1 工程概况三．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：________________________,题2-4图题2-5图题2-6图建设单位：施工单位：编制单位：技术负责人： 审批人：编制人： 审核人：编制日期： 审批日期：目录1 工程概况________________________和_______________________。
工程光学期末复习题(含答案)
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。
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天津大学工程光学（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_________________。
4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________,题2-4图题2-5图题2-6图________________________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。
（10分）2．已知mm r 201=，mm r 202-=的双凸透镜，置于空气中。
物A 位于第一球面前mm 50处，第二面镀反射膜。
该物镜所成实像B 位于第一球面前mm 5，如图所示。
若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n 。
（20分）3．已知物镜焦距为mm 500，相对孔径101，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为mm 400，物镜最后一面到像平面的距离为mm 300。
（1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（8分）（2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为mm 2，求望远镜的视觉放大率；（4分） （3）求目镜的焦距、放大率；（4分）（4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（6分） （5）望远镜的分辨率；（2分）（6）如果视度调节为折光度，目镜应能移动的距离。
（2分） （7）画出光路图。
（4分）工程光学（上）期末考试参考答案一． 简答题：（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？答：摄影物镜的三个重要参数是：焦距'f 、相对孔径'/f D 和视场角ω2。
焦距影响成像的大小，相对孔径影响像面的照度和分辨率，视场角影响成像的范围。
2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？答：为了保证测量精度，测量仪器一般采用物方远心光路。
由于采用物方远心光路时，孔径光阑与物镜的像方焦平面重合，无论物体处于物方什么位置，它们的主光线是重合的，即轴外点成像光束的中心是相同的。
这样，虽然调焦不准，也不会产生测量误差。
3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？答：显微物镜和望远物镜应校正与孔径有关的像差，如：球差、正弦差等。
照相物镜则应校正与孔径和视场有关的所有像差。
因为显微和望远系统是大孔径、小视场系统，而照相系统则是一个大孔径、大视场系统。
4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？答：评价像质的方法主要有瑞利（Reyleigh）判断法、中心点亮度法、分辨率法、点列图法和光学传递函数（OTF）法等5种。
瑞利判断便于实际应用，但它有不够严密之处，只适用于小像差光学系统；中心点亮度法概念明确，但计算复杂，它也只适用于小像差光学系统；分辨率法十分便于使用，但由于受到照明条件、观察者等各种因素的影响，结果不够客观，而且它只适用于大像差系统；点列图法需要进行大量的光线光路计算；光学传递函数法是最客观、最全面的像质评价方法，既反映了衍射对系统的影响也反映了像差对系统的影响，既适用于大像差光学系统的评价也适用于小像差光学系统的评价。
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'（图中C为球面反射镜的曲率中心）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2-2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__照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量___ ②__保证两个系统的光瞳衔接和成像关系_________________ 2．转像系统分___棱镜式___________和___透镜式__________两大类， 其作用是：_使物镜所成的倒像转变为正像。
3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_____-0.2 米________, 该学生裸眼所能看清的最远距离为___眼前0.2米__________。
4．光通过光学系统时能量的损失主要有：_两透明介质面上的反射损失______, __介质吸收的损失_____________和_____反射面的光能损失__。
5．激光束聚焦要求用焦距较__短____的透镜，准直要用焦距较__长______的透镜。
题2-4图题2-6图题2-3图四． 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。
（10分）解：6'''' 321-=-=-=-=f f h h f f e o Γ , 求得：(mm)f 180'-=(mm)f f l H 21018030)'(''3=+=-+=(mm)l F 30'=答：组合后的焦距是-180mm 。
基点位置如图所示。
其光路图如下所示：2．已知，mm r 202-=的双凸透镜，置于空气中。
物A 位于第一球面前mm 50处，第二面镀反射膜。
该物镜所成实像B 位于第一球面前mm 5，如图所示。
若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n 。
（20分） 解：设：透镜的折射率为n物点A 经1r 折射成像在A'处，将已知条件mm l 50-=代入公式 r n n l n l n -=-''' 得 201501'1-=--n l n ----① A'经2r 反射后，成像于B'点。
故将''112l d l l =-=，代入反射面公式r l l 21'1=+，得： 101'1'112-=+l l ----② B'点再经1r 折射成像在B 点。
根据光路的可逆性，将B 视为物，B'点视为像，有5)5(3=+=-d l ，代入折射公式，得：20151'12-=+n l ----③ 由①②③式解得： 6.1=n 答：透镜的折射率为1.6。
3．已知物镜焦距为mm 500，相对孔径101，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为mm 400，物镜最后一面到像平面的距离为mm 300。
（1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（8分）（2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为mm 2，求望远镜的视觉放大率；（4分） （3）求目镜的焦距、放大率；（4分）（4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（6分） （5）望远镜的分辨率；（2分）（6）如果视度调节为±5折光度，目镜应能移动的距离。
（2分） （7）画出光路图。
（4分）解：根据题意，画出物镜的结构图如下：(1)将mm f 500'=和mm d 100=代入公式 ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-===300''''''2111211121h tgu dtgu h h tgu h f tgu h f ，得：)(250'1mm f = 将''21f f d --=∆代入牛顿公式∆'''21f f f -=，得：)(300'2mm f -=(2)因101'=f D ，则：)(50101500mm D =⨯=x D D 25250'-=-=-=Γ(3)x e o f f 25''-=-=Γ ， )(2025500'mm f e ==x e e f 5.1220250'250===Γ(4)望远镜系统的结构如下图所示：将mm l 1001-=和mm f 200'2-=代入公式'11'1f l l =-，得：mm l 67.66'1-=将mm l 67.386)32067.66(2-=+-=和mm f e 20'=代入公式'11'1f l l =-，得出瞳距：)(09.21'mm l z = (5)"8.250"140"140===D φ(6))(210002051000'522mm f x e ±=⨯±=±=∆(7)望远系统光路图如下：工程光学（下）期末考试试卷一、填空题（每题2分，共20分）1．在夫琅和费单缝衍射实验中，以钠黄光（波长为589nm ）垂直入射，若缝宽为0.1mm ，则第1极小出现在（ ）弧度的方向上。
2．一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜，透镜焦距为50cm ，测得透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是31066.6-⨯cm ，则光波波长为（ ）nm 。
3．已知闪耀光栅的闪耀角为15o ，光栅常数d=1μm ，平行光垂直于光栅平面入射时在一级光谱处得到最大光强，则入射光的波长为（ ）nm 。
4．晶体的旋光现象是（ ），其规律是（ ）。
5．渥拉斯棱镜的作用（ ），要使它获得较好的作用效果应（ ）。
6．()=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡11001011111i i利用此关系可（ ）。