应用光学试题及答案

中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸 (首页)

2005-2006学年第 二 学期 试题名称: 应用光学 A 课程号： 共 2 页 第 1 页

专业年级__物理学2003_____ 学号___________ 姓名____________ 考试日期（考生填写）_______年____月__日 分数_________

一．简答题（15分）（写在答卷纸上）

1．（5分）物理光学研究什么内容？几何光学研究什么内容？ 2．（5分）什么是场镜？场镜的作用是什么（要求写出两种作用）？ 3．（5分）写出轴外点的五种单色像差的名称。 二．作图题（15分）(画在试卷上)

4．（５分）已知焦点F 和F ’和节点J 和J ’（见图2），求物方主点H 和像方主点H ’ 。

5．（10分）应用达夫棱镜的周视瞄准仪示意图(见图1)，分别标出A 、B 、C 、D 点光的坐标方向。 J F ’

F

J ’

图2

z

y

x

A

B C

D

图1

授课教师

李颖命题教师或命题负责人

签字李颖

院系负责人

签字

年月日

注：请命题人标明每道考题的考分值。

中国海洋大学命题专用纸（附页）

2005-2006学年第二学期试题名称: 应用光学课程号：共 2 页第 2 页

三．计算题（70分）

6．（10分）某被照明目标，其反射率为ρ=，在该目标前15m距离处有一200W的照明灯，各向均匀发光，光视效能（发光效率）为30lm/W，被照明面法线方向与照明方向的夹角为0度。

求：（1）该照明灯的总光通量；（2）被照明目标处的光照度；（3）该目标视为全扩散表面时的光亮度。

7．（10分）显微镜目镜视角放大率为Γe=10，物镜垂轴放大率为β=-2，NA=，物镜共轭距为180mm，物镜框为孔径光阑，求：（1）显微镜总放大率，总焦距。（2）求出瞳的位置和大小。8．（15分）一个空间探测系统（可视为薄透镜），其相对孔径为1:，要求将10km处直径为２ｍ的物体成像在1/2英寸的探测器靶面上，物体所成像在探测器靶面上为内接圆，问此系统的焦距应该为多少？口径为多少？所对应的最大物方视场角是多少？（一英寸等于毫米，探测器靶面长与宽之比为４:3）

9．（10分）有一个薄透镜组，焦距为100mm，通过口径为20mm，利用它使无限远物体成像，像的直径为10mm，在距离透镜组50mm处加入一个五角棱镜（棱镜的玻璃折射率为，透镜展开长度为L=，D为棱镜第一面上的通光口径），求棱镜的入射面和出射面的口径，通过棱镜后的像面位置。

10．（15分，A、B任选）

A．有一个焦距为50mm的放大镜，直径D=40mm，人眼（指瞳孔）离放大镜20mm来观看位于物方焦平面上的物体，瞳孔直径为4mm。求系统的孔径光阑，入瞳和出瞳的位置和大小，并求系统无渐晕时的线视场范围。

B．有一开普勒望远镜，视放大率Γ=8，物方视场角2ω=8︒，出瞳直径为6mm，物镜和目镜之间的距离为180mm，假定孔径光阑与物镜框重合，系统无渐晕，求（1）物镜焦距，目镜焦距；（2）物镜口径和目镜口径；（3）出瞳距离。

11．（10分，要求用矩阵法求解）有一个正薄透镜焦距为8cm，位于另一个焦距为－12cm的负薄透镜左边6cm处，假如物高3cm，位于正透镜左边的24cm处，求像的位置和大小。

四．附加题（10分）

12．谈谈你对《应用光学》课程教学和课程建设的设想和建议。

中国海洋大学试题答案

2005-2006学年第二学期试题名称: 应用光学

一．简答题（15分）

1．（5分）物理光学研究什么内容？几何光学研究什么内容？

物理光学：研究光的本性，并根据光的本性来研究各种物理现象。

几何光学：研究光的传播规律和传播现象，几何光学中采用光线理论。

2．（5分）什么是场镜？场镜的作用是什么（要求写出两种作用）？

场镜：和像平面重合或者和像平面很靠近的透镜，场镜只改变成像光束位置，不影响系统的光学性质。

作用：降低主光线在后面系统上的透射高度；

改变出瞳距离；

承担一定放大作用。

3．（5分）写出轴外点的五种单色像差的名称。

球差，彗差，像散，场曲，畸变

二．作图题（15分）

4．（５分）已知焦点F和F’和节点J和J’（见图2），求物方主点H和像方主点H’。

H H’

F J’

J F’

图2

5．（10分）应用达夫棱镜的周视瞄准仪示意图(见图1)，分别标出A 、B 、C 、D 点光的坐标方向。

备注： 不重复扣分

三．计算题（70分）

6．（10分）某被照明目标，其反射率为ρ=，在该目标前15m 距离处有一200W 的照明灯，

各向均匀发光，光视效能（发光效率）为30lm/W ，被照明面法线方向与照明方向的夹角为0度。求：（1）该照明灯的总光通量；（2）被照明目标处的光照度；（3）该目标视为全扩散表面时的光亮度。 （1）lm k e 600020030=⨯==ϕϕ

4分

π

ϕα

2cos 2

=

=

I l I E E= 4分

（2）2068.0m cd E

L ==

π

ρ

2分

7．（10分）显微镜目镜视角放大率为Γe =10，物镜垂轴放大率为β=-2，NA=，物镜共轭距

为180mm ，物镜框为孔径光阑，求：（1）显微镜总放大率，总焦距。（2）求出瞳的位z

y

x

A

B

C

D 图1

z

y x

z

y x

z y

x

z

y

x