应用光学习题解析 期中复习
应用光学习题解答
习题巩固
巩固练习
习题难度：从易到难，逐步提高解题能力 习题类型：覆盖多种题型，包括选择题、填空题、计算题等 习题内容：涉及多个知识点，帮助学生巩固所学内容 习题答案：提供详细的答案解析，帮助学生理解解题思路
练习答案
答案：光在平面镜上的反射遵守光的反射定律。
答案：在应用光学中，透镜的焦距是指平行于主轴的光线通过透镜后汇聚 的点到透镜中心的距离。
题目：应用光学实验操作
解析：通过实验操作，加深对应用光学理论的理解，掌握实验仪器的使用技巧，提高实验操作能力 和数据分析能力。
练习总结
习题巩固：通过 练习题来巩固所 学知识
解题技巧：掌握 解题技巧，提高 解题效率
错题分析：分析 错题原因，避免 重复犯错
举一反三：通过练 习题学会举一反三， 拓展知识面
学科交叉：与其 他学科的知识点 进行交叉融合， 拓宽学生的知识 面和思维方式。
创新实验：设计 一些创新性的实 验，让学生通过 动手实践来加深 对光学的理解。
拓展总结
解题技巧：掌握常用解题方 法，提高解题效率
习题难度：由易到难，逐步 提高解题能力
知识点拓展：通过习题巩固 和拓展所学知识点
举一反三：学会触类旁通， 能够解决类似问题
应用光学习题解析
01
02
习题拓展
习题巩固
03
04
习题解答
光的折射与反射
光的折射：光从一 种介质斜射入另一 种介质时，传播方 向发生改变的现象。
光的反射：光在两 种介质的交界面上 返回原介质的现象。
折射定律：入射角i 、折射角r和介质的 折射率n之间的关 系。
反射定律：入射角i 、反射角i'和介质 的折射率n之间的 关系。
(完整)应用光学习题解答分解
一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 。
2、发生全反射的条件是。
3、 光学系统的三种放大率是 、 、 ，当物像空间的介质的折射率给定后,对于一对给定的共轭面，可提出 种放大率的要求。
4、 理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是 。
5、物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜,光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为 ，物镜的垂轴放大率为 ，目镜的视放大率为 。
6、 某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是(填“实”或“虚"）像。
7、人眼的调节包含 调节和 调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为 30 度.10、近轴条件下，折射率为1.4的厚为14mm 的平行玻璃板,其等效空气层厚度为 10 mm 。
11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行,目的是 保持系统的共轴性 。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 提高数值孔径和减小波长 。
13、近轴情况下,在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 小 。
一、填空题1、光路是可逆的2、光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0，其中，sinI 0=n 2/n 1。
3、垂轴放大率；角放大率；轴向放大率；一4、轴上无穷远的物点5、－20；－2； 106、实7、视度瞳孔8、在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置,使后面系统的通光口径不致过大.9、3010、1011、12、13、小二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？答:光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统.物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间.2、如何确定光学系统的视场光阑？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间。
应用光学习题解答13年(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是。
2、发生全反射的条件是。
3、光学系统的三种放大率是、、，当物像空间的介质的折射率给定后，对于一对给定的共轭面，可提出种放大率的要求。
4、理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是。
5、物镜和目镜焦距分别为mmf2'=物和mmf25'=目的显微镜，光学筒长△= 4mm，则该显微镜的视放大率为，物镜的垂轴放大率为，目镜的视放大率为。
6、某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是(填“实”或“虚”)像。
7、人眼的调节包含调节和调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为度。
10、近轴条件下，折射率为1.4的厚为14mm的平行玻璃板，其等效空气层厚度为mm。
11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行，目的是。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 。
13、近轴情况下，在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 。
一、填空题1、光路是可逆的2、光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0，其中，sinI 0=n 2/n 1。
3、垂轴放大率；角放大率；轴向放大率； 一4、轴上无穷远的物点5、－20；－2； 106、实7、视度 瞳孔8、在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置，使后面系统的通光口径不致过大。
9、3010、1011、保持系统的共轴性12、提高数值孔径和减小波长13、小二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？答：光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统。
物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间。
2、如何确定光学系统的视场光阑？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间。
这些像中，孔径对入瞳中心张角最小的一个像所对应的光阑即为光学系统的视场光阑。
应用光学 期中复习
显微系统
物镜框
物镜的像方 测量显微镜 焦平面(物方 远心光路)
长光路显微镜： -1×转像透镜（加 长光路）； 场镜（压低光线）
**两光学系统联用：光瞳衔接原则。
三、景深
1、基本概念：
人眼的极限分辨角： 1 0.00029rad
平面上的空间像；景像平面、对准平面； 景深，近（远）景平面，近（远）景深度； 正确透视距离；人眼极限分辨角。
d lF f (1 ) f2
f (1 lF d ) f1
f1f 2 f
f1 f 2 f
lH d f f2
★ 物方主点： lH f ( xF ) ( f1 ) f (lF )
★ 像方主点： l f x ( f ) l ( f ) H 2 F F
2、相关公式：
z D p ★弥散斑直径的允许值： z 对准平面：z p
景像平面
4ap2 ★ 景深 1 2 4a 2 p 2 2
2a 2 p tanU
p 2 p 2 1 2 2a p 2a p
4 p tan U 4 tan 2 U 2
**主光线：通过入瞳中心的光线。
出瞳
Q1
孔径光阑
L1
入瞳
L2
Q1
Q1
B
A
Q
Q
Q2
Q
Q2
A
B
C
Q2
主光线必然通过孔径光阑中心及出瞳中心。
二、典型光学系统
孔径光阑 （物镜 光圈 照相系统 望远系统 物镜框 视场光阑 其它
的空气间隔中）
底片框
位于物镜、 目镜共焦面 的分划板 位于目镜物 方焦面的分 划板
王文生——应用光学习题集问题详解
习 题 第一章1、游泳者在水中向上仰望，能否感觉整个水面都是明亮的？(不能，只能感觉到一个明亮的圆，圆的大小与游泳都所在的水深有关，设水深H ，则明亮圆半径HtgIc R =）2、有时看到窗户玻璃上映射的太特别耀眼，这是否是由于窗玻璃表面发生了全反射现象？答：是。
3、一束在空气中波长为nm 3.589=λ的钠黄光从空气射入水中时，它的波长将变为多少？在水中观察这束光时其颜色会改变吗？答：'λλ=n ，nm 442'=λ不变 4、一高度为m 7.1的人立于路灯边（设灯为点光源）m 5.1远处，路灯高度为m 5，求人的影子长度。
答：设影子长x ，有：57.15.1=+x x ∴x=0.773m 5、为什么金钢石比磨成相同形状的玻璃仿制品显得更加光彩夺目？答：由于金钢石折射率大，所以其临界角小，入射到其中的光线大部分都能产生全反射。
6、为什么日出或日落时太阳看起来稍微有些发扁？（300例P1）答：日出或日落时，太阳位于地平线附近，来自太阳顶部、中部和底部的光线射向地球大气层的入射角依次增大（如图）。
同时，大气层密度不均匀，折射率水接近地面而逐渐增大。
当光线穿过大气层射向地面时，由于n 逐渐增大，使其折射角逐渐减小，光线的传播路径就发生了弯曲。
我们沿着光线去看，看到的发光点位置会比其实际位置高。
另一方面，折射光线的弯曲程度还与入射角有关。
入射角越大的光线，弯曲越厉害，视觉位置就被抬得越高，因为从太阳上部到下部发出的光线，入射角依次增大，下部的视觉位置就依次比上部抬高的更多。
第二章1、如图2－65所示，请采用作图法求解物体AB 的像，设物像位于同一种介质空间。
A B HH ＇FF ＇F ＇FH ＇HB AFH ＇HABF ＇F图2－652、如图2－66所示，'MM 为一薄透镜的光轴，B 为物点，'B 为像点，试采用作图法求解薄透镜的主点及焦点的位置。
B MB'M′BM M′B'●●●●(a) (b)图2－663、如图2－67所示，已知物、像的大小及位置，试利用图解法求解出焦点的位置，设物、像位于同一种介质空间。
《物理光学与应用光学》习题及选解2
《物理光学与应⽤光学》习题及选解2《物理光学与应⽤光学》习题及选解第⼀章习题1-1. ⼀个线偏振光在玻璃中传播时，表⽰为：i E ))65.0(10cos(10152t cz-??=π，试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。
1-2. 已知单⾊平⾯光波的频率为z H 1014=ν，在z = 0 平⾯上相位线性增加的情况如图所⽰。
求f x ， f y ， f z 。
1-3. 试确定下列各组光波表⽰式所代表的偏振态： (1))sin(0kz t E E x -=ω，)cos(0kz t E E y -=ω; (2) )cos(0kz t E E x -=ω，)4cos(0πω+-=kz t E E y ;(3) )sin(0kz t E E x -=ω，)sin(0kz t E E y --=ω。
1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x 轴的夹⾓为α，椭圆的长、短轴各为2a 1、2a 2，E x 、E y 的相位差为?。
求证：?αcos 22tan 220000y x y x E E E E -=。
1-5.已知冕牌玻璃对0.3988µm 波长光的折射率为n = 1.52546，11m 1026.1/--?-=µλd dn ，求光在该玻璃中的相速和群速。
1-6. 试计算下⾯两种⾊散规律的群速度（表⽰式中的v 表⽰是相速度）：(1)电离层中的电磁波，222λb c v +=，其中c 是真空中的光速，λ是介质中的电磁波波长，b 是常数。
(2)充满⾊散介质（)(ωεε=，)(ωµµ=）的直波导管中的电磁波，222/a c c v p -=εµωω，其中c 真空中的光速，a 是与波导管截⾯有关的常数。
1-7. 求从折射率n = 1.52的玻璃平板反射和折射的光的偏振度。
⼊射光是⾃然光，⼊射⾓分别为?0，?20，?45，0456'?，? 90。
1-8. 若⼊射光是线偏振的，在全反射的情况下，⼊射⾓应为多⼤⽅能使在⼊射⾯内振动和垂直⼊射⾯振动的两反射光间的相位差为极⼤？这个极⼤值等于多少？=501θ，n 1 = 1，n 2 = 1.5，则反射光的光⽮量与⼊射⾯成多⼤的⾓度？若?=601θ时，该⾓度⼜为多1-2题⽤图⼤？1-10. 若要使光经红宝⽯（n = 1.76）表⾯反射后成为完全偏振光，⼊射⾓应等于多少？求在此⼊射⾓的情况下，折射光的偏振度P t 。
物理光学与应用光学习题解
第七章●习题7-1. 有一玻璃球，折射率为3，今有一光线射到球面上，入射角为60°，求反射光线和折射光线的夹角。
7-2. 水槽有水20cm深，槽底有一个点光源，水的折射率为1.33，水面上浮一不透明的纸片，使人从水面上任意角度观察不到光，则这一纸片的最小面积是多少？7-3. 空气中的玻璃棒，n’＝1.5163，左端为一半球形，r＝-20mm。
轴上有一点光源，L ＝-60mm。
求U＝－2°的像点的位置。
7-4. 简化眼把人眼的成像归结为只有一个曲率半径为5.7mm，介质折射率为1.333的单球面折射，求这种简化眼的焦点的位置和光焦度。
7-5. 有一玻璃球，折射率为n＝1.5，半径为R，放在空气中。
(1)物在无穷远时，经过球成像在何处？(2) 物在球前2R处时像在何处？像的大小如何？7-6. 一个半径为100mm的玻璃球，折射率为1.53。
球内有两个气泡，看来一个恰好在球心，另一个在球的表面和球心之间，求两个气泡的实际位置。
7-7. 一个玻璃球直径为60mm，折射率为1.5，一束平行光入射在玻璃球上，其会聚点应该在什么位置？7-8. 一球面反射镜，r＝-100mm，求β＝0，－0.1，－1，5，10情况下的物距和像距。
7-9. 一球面镜对其前面200mm处的物体成一缩小一倍的虚像，求该球面镜的曲率半径。
7-10. 垂直下望池塘水底的物时，若其视见深度为1m，求实际水深，已知水的折射率为4/3。
7-11. 有一等边折射率三棱镜，其折射率为1.65，求光线经该棱镜的两个折射面折射后产生最小偏向角时的入射角和最小偏向角。
●部分习题解答7-2. 解：水中的光源发出的光波在水——空气界面将发生折射，由于光波从光密介质传播到光疏介质，在界面将发生全反射，这时只有光波在界面的入射角小于水——空气界面的全反射的临界角，光线才有可能进入空气，因此界面的透光区域为一个以光源在界面上的垂7-2题用图直投影点为心的圆面,如右图，该圆面的面积即为所求纸片的最小面积。
应用光学总复习与习题解答
总复习第一章 几何光学的基本定律 返回内容提要有关光传播路径的定律是本章的主要问题。
折射定律(光学不变量)及其矢量形式反射定律(是折射定律当时的特殊情况)费马原理(极端光程定律)，由费马原理导出折射定律和反射定律(实、虚)物空间、像空间概念 完善成像条件(等光程条件)及特例第二章 球面与球面系统 返回内容提要球面系统仅对细小平面以细光束成完善像基本公式：阿贝不变量放大率及其关系：拉氏不变量反射球面的有关公式由可得。
第三章 平面与平面系统返回内容提要平面镜成镜像夹角为 α 的双平面镜的二次像特征 平行平板引起的轴向位移反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。
第四章 理想光学系统返回内容提要主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念高斯公式与牛顿公式：当时化为，并有三种放大率，，拉氏不变量，，厚透镜：看成两光组组合。
＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。
－－组合：总是负光焦度 ＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变 成望远镜，间隔更大时为正光焦度。
第五章 光学系统中的光束限制 返回内容提要本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。
孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用 拦光，渐晕，渐晕光阑 系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线 对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深 物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴第六章 光能及其计算 返回内容提要本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。
辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率 发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系 光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失， 通过光学系统的光通量，像面照度总之,第七章 典型光学系统 返回内容提要本章需要熟练掌握各类典型光学系统的成像原理、放大倍率、光束限制、分辨本领以及显微镜与照明 系统、望远镜与转像系统的光瞳匹配关系，光学系统的外形尺寸计算。
《应用光学》第六章作业与例题题解
作业：6-1解：（1）250度对应的视度为 SD = -2.5，而由于人眼近（远）视的程度都是用远点距离对应的视度表示的，即 SD = 1/ r 所以，人眼远点距离为 r = 1/ SD = 1/（-2.5）= - 0.4 （m ）（2）f ′= r = -0.4m = -400 mm6-4．解：（1）依题意作图如右， l 1′- l 1 = 195mm ，而 β= l 1′/ l 1 所以 l 1′=βl 1 即 -40l 1 - l 1 = 195 解得 l 1 = - 4.76， l 1′= 190.24 又由高斯公式'11'1f l l =- 得 物镜焦距 )(64.424.19076.424.19076.4'''1111mm l l l l f ≈--⨯-=-= （2）光学筒长Δ由图可知 Δ= l 1′-f 物′= 190.24 – 4.64 = 185.6（mm ）【或 1）由 Δ= d- f 物′-f 目′计算，而 d =195+ f 目′+ l 1 ，所以 Δ= 195+ f 目′+ l 1- f 物′-f 目′=195+ l 1- f 物′=195- 4.67 – 4.64 = 185.6（mm ）2）由 β= -Δ/ f 物′ ，Δ= -βf 物′= 40×4.64 = 185.6（mm ）】（3）⨯-≈⨯-=⋅=Γ60067.1625040'250目物总f β 例题：1：对正常人眼，如要观察2m 远的目标，需要调节多少视度？解：据 l SD 1= 有 5.0m 21 1-=-==l SD 2：一个年龄为50岁的人，近点距离为-0.4m ，远点距离为无限远。
试求他的眼睛的调节范围。
解：若以p 表示近点到眼睛物方主点的距离，以r 表示远点到眼睛物方主点的距离，其倒数分别表示近点和远点发散度（或会聚度）的屈光度数，它们的差以A 表示，即p r 11P -R A -==， 故： 5.2m4.01111P -R A =--∞=-==p r （屈光度） 3：如要求测微目镜的对准精度为0.001mm ，使用夹线对准精度为10〞，试问需采用多大焦目镜距的测微目镜？解:从题意可知，测微目镜的镜焦距的大小应 使夹线角对准精度为10〞，这就和测微目镜分划面上的线对准精度正好配合，如图所示。
应用光学习题(含答案).docx
应用光学习题本习题供学习、复习使用。
精练这些习题及作业和课件上的例题有助于掌握、理解应用光学课程的基本知识、理论和规律。
应用光学的基本问题包括在本习题内，但不仅限于本习题。
本习题仅供课程学习时参考。
习题中一些问题提供了解答，限于时间，其它则略去。
一、筒答题1、几何光学的基本定律及其内容是什么？答：几何光学的基本定律是自钱传播定律、独立传播定W：、反射定律和折射定律。
直线传播定律：光线在均匀透明介质中按直线传播。
独立传播定律：不同光源的光在通过介质某点时互不影响。
反射定律：反射光线位于入射面内；反射角等于入射角：折射定律：折射光线位于入射面内：入射角和折射角正弦之比，对两种定的介j员来说，是=个和入射角无关的常数n isin/，-msin/。
22、理想光学系统的基点和基面有哪些？理想光学系统的基点包指物方焦点、｛象方焦点；物方主点、像方主点：物方节点、像方节点。
基面包括：物方焦平丽、像方然平面：物方主平丽、像方主平面；物方节平面、像方节平面。
3、什么是光学系统的孔役光阑和视场光阙？答：孔径光阑是限制轴上物点成像光束立体角的光阔。
晴荡艾丽王辅前有字亩7茧事宝肯车夜夜古国的光册J。
4、常见非正常跟有哪两种?如何校正常见非正常1'常见正常目艮包括近视酬远视盹近视眼将工二（远附近点）矫正到无限远，远视眼，将一丘丛（远点就近点）矫正到明视距离。
3、光'于系统极限分辨角为多大?采取什么途径可以提岗极限分辨角？答：衍射决定的极限分辨角为0=3®。
可见其与波长和孔役有关。
订蔬小波长D和增大孔径可以提高光学系统的分辨率。
I什么是共和1）也学系统、元学系统物空间、像空间？答：光学系统以一条公共制线通过系统各表面的幽率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统。
物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间。
、如何确定光学系统的视场Jt阙？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间；这些像中，孔径对入暗中心张角最小的一个像所对应的光阑即为光学系统的视场光阙。
应用光学习题解答
按题目要求，该物镜为最简单结构的薄透镜系统，则设系统由两片透镜组成，该两透镜皆为薄透镜，则此两片透镜的距离为：
同时，为求解方便，设无限远处轴上所发出的与光轴平行的光线入射到系统的第一面上时，入射高度为：
根据长焦距物镜的特性，有：
又：
该系统结构已确定：
11．一薄透镜组焦距为100mm，和另一焦距为50mm的薄透镜组合，其组合焦距仍为100mm，间两薄透镜的相对位置，并求基点位置，以图解法校核之。
解：（1）对于第一面，运用单个折射球面的物像公式，有：
对于第二面，由题目可见，两个球面之间的距离正好为300，所以第一面所成的像就落在第二面上，对第二面的物距为0，像距也为0，所以高斯像位于第二面的顶点上。
（2）此时，十字丝是实物，所以有：
所以，十字丝所成的像在球面前方无限远处。
（3）当入射高度为10mm时，即
解：AB经透镜所成的像为A'B'，A'B'经平面镜后成像为A''B''，由于A''B''位于平面镜后150mm处，则它的物A'B'必位于平面镜前150mm处，同样为倒立，大小与A''B''相同，则对于透镜来说，有：
设该透镜为薄透镜，则有：
利用高斯公式：
该透镜距离平面镜为300mm，其焦距为100mm。
根据转面公式，
，此时是实像。
（2）若在凸面镀反射膜，则该球成为一个球面反射镜。应用反射成像公式，则有：
，此为虚像。
（3）若在凹面镀膜，则光线先经第一面折射，再经第二面反射，运用在（1）中得到的结果，对于第二面有：
，此为实像。
（4）反射光经凹面镜反射后，回到第一表面，又会折射，此时光线的实际方向为从右至左，则此时折射面的各项参数为：
应用光学考试有效复习题
应⽤光学考试有效复习题复习题1、⼏何光学忽略（）效应，可以看做光的电磁波理论在（）下的近似。
2、光的直线传播定律成⽴的条件是：（1）：（）；（2）：（）。
3、共轴系统中（）放⼤率等于1的⼀对共轭⾯叫主平⾯，（）放⼤率等于1的⼀定共轭⾯叫节平⾯。
4、⼀束光以30o的⼊射⾓从玻璃进⼊空⽓，折射⾓为45o，则玻璃的折射率为（），其全反射临界⾓为（）。
5、垂直下望⽔底的物时，视见深度为1m，已知⽔的折射率为4/3，则实际⽔深为（）。
6、某⼈戴250度的近视眼镜，此⼈的远点距离是（）⽶，所戴眼镜是焦距为（）⽶的（）(填“正”或“负”)透镜。
7、对⽬视光学仪器的基本要求是：（）；（）。
8、对正常⼈来说，观察前⾯50cm远的物体，眼睛需要调节（）视度。
9、⼀显微镜物镜筒上标有“16×”字样，在⽬镜筒上标有“20×”字样，其分别表⽰（）和（）。
该显微镜的视放⼤倍数是（）。
10、棱镜展开后，要求出射⾯与⼊射⾯（），如果棱镜位于会聚光束中，则光轴必须（）。
11、孔径光阑是光学系统中对（）起限制作⽤的光阑，其在系统对物、像空间的所成的像称作（）。
12、单正透镜会产⽣（）（负或正）值球差，也称为球差校正（）（过校正或⽋校正）；单负透镜会产⽣（）（负或正）值球差，也称为球差校正（）（过校正或⽋校正）。
13、光学系统中光束主光线与光轴决定的平⾯称为（）⾯，过主光线与该⾯垂直的⾯称为（）⾯。
1、单⾊光从空⽓进⼊⽔中时，下列说法正确的是：（）A. 波长不变，频率和光速改变；B. 频率不变，波长和光速改变；C. 光速不变，频率和波长改变；D. 波长、频率、光速都不改变。
2、光学成像中的实物点是指：（）A 实际⼊射光线的出发点。
B 实际⼊射光线延长线的交点。
C 实际出射光线的交点。
D 实际出射光线延长线的交点。
3、光学成像中的虚物点是指：（）A 实际⼊射光线的出发点。
B 实际⼊射光线延长线的交点。
C 实际出射光线的交点。
应用光学复习题
1、 一束光由玻璃（n=1.5）进入水（n=1.33），若以45°角入射，试求折射角。
（52.6°）2、 一薄透镜焦距为200mm ，一物体位于透镜前300nm ，求像的位置和垂轴放大率。
（`600,2l mm β==-）3、 一组合系统由薄正透镜（前）和薄负透镜（后）组成，1`20f mm =，2`20f mm =-，两透镜之间的距离10d mm =，当一物体位于正透镜前方100mm 处，求组合系统的垂轴放大率和像的位置。
（可用两种方法解）。
（2`60,1l mm β==-）4、 一双凸薄透镜的两表面半径分别为1250,50r mm r mm ==-，求该透镜位于空气中和浸入水（0 1.33n =）中的焦距分别为多少？（透镜材料折射率n=1.5）（`50f mm =空，`195.6f mm =水）5、 符号规则标注6、 作图求物像：掌握第二章作业里作图题7、 棱镜成像方向的判断。
8、 一凹球面反射镜浸没在水中，物在镜前300mm ，像在像前90mm ，求球面反射镜的曲率半径和焦距。
（138.46,`69.23r mm f f mm =-==-）9、 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。
（`100f mm =）10、 已知显微镜的视放大率为-300，目镜的焦距为20mm ，求显微镜物镜的倍率。
假定人眼的视角分辨率为60``,问使用该显微镜观察时，能分辨的两物点的最小距离等于多少？（24,0.00024mm βσ=-=）11、 用两个焦距都是50mm 的正透镜组成一个10倍的显微镜，问目镜的倍率，物镜的倍率以及物镜和目镜之间的间隔为多少？12、 有一焦距为150mm 的望远物镜，其口径为10mm ，像的直径为20mm 。
在物镜后方80mm处放置一直角棱镜（n1.5），假如系统没有渐晕，求棱镜入射表面的通光口径及像平面离开棱镜出射表面的距离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、折射棱镜与光楔
1、折射棱镜的偏向角：
I1 I2
sin 1 (
2
)
n sin
2
cos cos
1
2 1
2
(I1 (I1
I2) I2 )
★ 偏向角取极值的条件： I1 I2 I1 I2
sin
1 2
(
m
)
n sin
2
d 2
0 dI12
应用光学 期中复习
第一章 小结
• 几何光学的基础： 1、基本概念：可见光、单/复色光、光线、光束、波面、法线等 2、基本定律：直线传播、折射与反射 、独立传播、可逆性原理 3、费马原理、马吕斯定律（了解内容）
• 成像： 1、完善像的定义及完善成像条件 2、光路中的基本概念与符号规则
• 光路计算及公式
二、平行平板
1、成像特性：I
2
I1
U2 U1
2 1 无焦系统
侧向位移：
T
d
sin
I1
1
cos I1 n cos I1
轴向位移： 位移成像：
L
d
1
cos I1 n cos I1
L
d
1
tan tan
I1 I1
（非完善成像）
L2 L1 L d
2、等效光学系统
近轴条件：
l l f
l
2
1
两光组的组合公式
1、各光组间相对位置的表示：1 d1 f1 f2
2、两光组组合的参数计算：★Fra bibliotek像方焦点：
xF
f2 f2
lF
f (1
d )
f2
f f1f2
★ 物方焦点：
xF
f1 f1
lF
f (1
d )
f1
f f1 f2
★ 物方主点： lH f (xF ) ( f1) f (lF )
1、光路计算的思路：
a. 球面——平面 (r )
sin i tgi i
b.宽光束实际光线——————近轴光线 L(L,U)（球差） （高斯像、物像共轭）
近轴条件 阿贝不变量 拉赫不变量
c. 折射—n——n—反射
（反射-折射定律；成像公式、放大率公式、拉赫不变量）
d. 单个球面——共轴系统： 过渡公式（近轴——宽光束）、成像放大率
dl l2
u 1 u
J uy uy
★ 利用三种放大率分析成像特性： 如。
d. 共轴球面系统的过渡公式
ui1 ui yi1 yi ni1 ni li1 li di hi1 hi diui (i 1, 2,L , k 1) ★ 对整个系统，拉赫不变量始终是恒定值
n1u1y1 n2u2 y2 ... nkuk yk nkuk yk J
n1u1
nk uk
nk 2
n1
n1 1 nk
第二章 小结
• 理想光学系统理论： 1、基本概念：理想光学系统、共轭、共线成像等 2、共轴理想光学系统成像性质 3、基点与基面：焦点/面、主点/面、节点（包括物像两方）
• 物像关系： 1、图解法求像：典型光线、基点基面性质（课上例题） 2、解析法及应用：牛顿公式、高斯公式
2、光楔的工作原理： 0; I1 I2; I1 I2 (n 1)
★ 双光楔
1）测量微小角度： 2(n 1) cos
2）测量微小位移： y z (n 1)z
一、光阑
第四章 小结
1、孔径光阑：入瞳、出瞳（轴上物点的成像张角比较法） **光学系统的物（像）方孔径角： 轴上物（像）点-入瞳边缘连线，与光轴的夹角。
2、光学系统： 应用：透镜，看做两个折射球面的组合；利用单个折射球面的成
像公式，可求得每个折射球面的物像两方焦距；进而利用 光组组合公式求透镜的焦距、基点基面位置等。
3、薄透镜： 厚度为零，即看做两折射球面的顶点非常接近，此时可以认
为，整个透镜物像两方主面与顶点重合。薄透镜的光学性质取决 于透镜的焦距。 最简单的应用：两薄透镜的组合：组合焦距取决于两薄透镜
各自的焦距，以及透镜的相对位置。
第三章 小结 一、平面镜 —— 唯一能成完善像的光学元件
1、平面镜成像特性：
★ 物像相对于平面镜对称分布、虚实相反。 ★ 对称性：反射奇次成镜像，反射偶次成一致像。
2、平面镜的旋转特性： 反 2镜
3、双平面镜
★ 双平面镜对光线的方向变换： 2
★ 双平面镜的成像：连续一次像（一致像）
★ 像方主点： lH f2 xF ( f ) lF ( f )
lH f
d f2
lH
f
d f1
典型光学系统：
（了解基本的光路特点、成像特性等）
• 照相系统：远摄型、反远距型（筒长、工作距离、焦距） • 望远系统：无焦系统、工作原理 • 显微系统：工作原理
公式与习题应用
1、单个折射球面：物像两方主面重合于球面顶点。
l d (1 1 ) n
（完善成像）
★ 等效空气平板的厚度 d d l d
n
★ 实际像面的位置
l2 l1 d l
三、反射棱镜
1、基本概念：光轴、工作面、棱、主截面
2、四类棱镜的基本特点： 以简单棱镜、屋脊棱镜为主。 复合棱镜：分光、分色棱镜
3、棱镜系统的成像方向判断： 沿光轴（光传播）方向的坐标轴——方向不变； 垂直于主截面的坐标轴——屋脊面个数； 平行于主截面的坐标轴——反射面个数（屋脊*2）。
• 理想光学系统的组合（两光组）
解析法公式
1）牛顿公式： xx ff 2）高斯公式： f f 1
l l
y f x
y x f
y f l
y f l
★ 系统两焦距之间的关系： f n
fn
n 2
n n 1
n
n n
★ 物像空间介质相同： f f
1 1 1 l
★ 共轴系统的反射成像放大率（近轴区）
yk y1
y1 • y1
y2 ... yk y2 yk
12...k
dlk dl1
dl1 • dl1
dl2 dl2
... dlk dlk
12...k
uk u1
u1 • u2 ... uk u1 u2 uk
1 2... k
n1 l1l2 L L lk
nk l1l2 L L lk
c. 近轴区域：单个球面成像
近轴条件： lu lu h
折射球面镜
阿贝 不变式
n l
n l
n r
n
y nl
y nl
dl dl
nl2 nl 2
n 2
n
0
u l n 1 u l n
拉赫 不变量
nuy nuy J
n n
反射球面
1 1 2 l l r
y l
yl dl l2 2 0