工程光学习题课

求：
f 物’=
？ =？ D 物
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测量显微镜光路图
物镜 孔径光阑 -u
目镜 出瞳 A'
求出瞳大小？ 出瞳距？
B
A F1 F'1 F2 l' L
求目镜的口径
B' lz'
-l
1）K=50% 2）K=1 3）K=0
求：不发生渐晕时，D物=？
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例4（关于生物显微镜）
有一生物显微镜，物镜焦距10mm，目镜焦距30mm，两 透镜之间的距离为200mm，数值孔径NA=0.4，线视场 2y=4mm，若用此显微镜观察物体时，所得的像位于明视 距离处。求： 1）出瞳的位置； 2）物体离物镜的距离； 3）显微镜、物镜和目镜的放大率； 4）孔径光阑和出瞳的直径； 5）物镜的通光口径；
P1
[ B ]
P
2
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3画出反射光和折射光的偏振化状态。 （i0为布儒斯 特角，i为一般入射角）
i
i
i
i0
i0
i0
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4某材料在空气中的布儒斯特角 。求它的折射率？ ib 580 若将它放在水中（水的折射率 为 1.33），求布儒斯特角？ 该材料对水的相对 折射率是多少？ 解：设该材料的折射率为 n ，空气的折射率为1，
的倍率=-4x，物高2y=4mm，物方孔径角为
u=-8.6o，求物镜的焦距和要求的通光口径。如
果该显微镜用于测量，问不发生渐晕时物镜的通
光口径需要多大。（设物镜的物面到像面间的距
离为180mm）
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生物显微镜光路图
物镜 （孔径光阑、入瞳）
目镜
-u
B
A F1
出瞳
A’
F1'
l' L
F2
F'2
-l
B’
7）目镜的通光口径 （渐晕系数50%）
8）画出光路图
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6）显微镜的分辨率（=555nm）
例5（关于望远镜）
已知物镜焦距为 500mm，相对孔径 1/10 ，对无穷 远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为 400mm，物镜最后一面到像平面的距离为300mm。 1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数； 2 ）若用 该物镜 构成开 普勒望 远镜， 出瞳大 小 为 2mm，求望远镜的视觉放大率； 3）求目镜的焦距、放大率； 4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距； 5）望远镜的分辨率； 6 ）如果视度调节为 5 折光度，目镜移动的距离值； 7）画出光路图。
4
在望远系统中加入场镜后，将会出现下列那种情况 （5） 1.像方视场角将变大； 2.视觉放大率将变大； 3.出瞳距变大； 4.出瞳的大小变大； 5.在保证相同渐晕系数的情况下，目镜的通光口径变小； 6.在保证相同渐晕系数的情况下，物镜的通光口径变小；
5
光学系统部分
（关于理想光学系统光线的性质）
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以下为物理光学部分，重点部分为偏振部 分的习题，经常容易在真题中考到。希望 大家认真对待。
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1有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振片化方向相 互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块 偏振片以恒定的角速度 w 绕光传播的方向旋转，设入射自然 光的光强为 I0。求出射光的光强随时间的变化关系。
n tgib tg 58 0 1.599 1.6 1 n 1.6 ' tgi 1.2 b 放在水中，则对应有 n水 1.33
已知一个半径均为20mm的双凸透镜，置于 空气中。物A位于第一球面前50mm处，第 二面镀反射膜，该物镜所成实像B位于第二 面前5mm处，若按薄透镜处理，求该物镜 的折射率n。
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A—A’—B’—B
A
B
B’
A’
d
l2 l1’
-l1=50
-l3’
-l3
-l2’
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（关于Leabharlann Baidu束的限制）
假定显微镜目镜的焦距为f ’=16.67mm，物镜
工程光学习题
此部分习题为光学工程考研命题老师提供 的复习的习题。习题覆盖面很全，都是一 些综合性较高比较典型的习题。对于加深 大家对知识点的掌握以及加强解题技巧有 着很大的帮助。
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几何光学基本概念部分 下面关于物像及其相关概念的陈述正确的是：（1、3、6） 1.可以用屏直接接收的物（像）即为实物（像），不能 用屏直接接收的物（像）即为虚物（像）； 2.成像系统将实际三维空间分成物空间和像空间两个独 立的部分； 3.实物、虚像对应发散同心光束，虚物、实像对应汇聚 同心光束； 4.位于成像系统左侧的是物，位于成像系统右侧的是像； 5.位于成像系统左侧的实际光线是物空间光线，位于成 像系统右侧的实际光线是像空间光线； 6.实像和虚像都能被人眼感受。
解：
I0 2 2 I cos cos ( ) 2 2 2 2 2 I 0 sin 2t sin I 0 cos 2 8
I0 8
I0
P1

I
P2
P3

4 2
3 4
P2

2
P1


P3
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2两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线 透过。当其中一偏振片慢慢转动180 时透射光强度发生的变 化为: （A）光强单调增加； （B）光强先增加，后又减小至零； （C）光强先增加，后减小，再增加； （D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。
常见题型：①图解法求像；②判断画图的正误 作图确定主面位置并求AB的像
A
B
F
J
J’
F’
6
A
B' B F H H’ J’ F’
J
A'
7
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。
L1
A
L2
B
F1
F2 ’
F1’ F1 ’
F2
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（关于单个折射球面的组合、反射、符号规则的应用）
3

与理想光学系统相比，实际光学系统的成像光束口径和 成像范围都受到限制，多数系统存在渐晕现象，（3、4、 6） 1.渐晕是由于孔径光阑的拦光作用而产生的； 2.渐晕是由于视场光阑的存在而产生的； 3.渐晕使成像平面的照度不均匀； 4.轴外点成像光束的宽度不只与孔径光阑有关，而且和渐晕 光阑有关； 5.孔径光阑的位置影响轴上点成像光束的选择； 6.系统中的渐晕光阑往往不止一个。
2
0
一物体经单个折射球面成像时，其垂轴放大率 β>1，且已知n<n’，则(1、3、4、5) 1.物像位于该折射球面的同侧； 2.物像虚实性质相同； 3.角放大率γ>0； 4.像高大于物高； 5.该折射球面能把入射光束变窄； 6.若物点发生一个微小的位移dl，像点将同向移动， 且 dl<dl’;