工程光学模拟试题与答案
工程光学练习题与解答
工程光学练习题与解答工程光学练习题与解答光学作为一门应用广泛的工程学科，对于工程师们来说是非常重要的一门课程。
理解光学原理和应用是工程师在设计和制造光学器件和系统时必备的技能。
为了帮助读者更好地理解和掌握工程光学知识，本文将提供一些光学练习题和详细的解答。
1. 一个平行光束垂直入射到一个半径为R的球面透镜上，透镜的焦距为f。
求出该透镜的曲率半径和球面上的光焦点位置。
解答：根据透镜公式，1/f = (n-1)(1/R1 - 1/R2)，其中n为透镜的折射率，R1和R2分别为透镜两个球面的曲率半径。
由于球面透镜是对称的，所以R1 = R2 = R。
将入射光束的方向与透镜法线方向垂直，可以得到R = 2f。
由于光线垂直入射到球面透镜上，入射角为0，根据球面折射定律，折射角为0。
因此，光线通过透镜后仍然是平行光束，光焦点位置在无穷远处。
2. 一个凸透镜的焦距为20cm，物距为30cm。
求出像的位置和放大倍数。
解答：根据薄透镜公式，1/f = 1/v - 1/u，其中f为透镜焦距，v为像距，u为物距。
代入已知数据，得到1/20 = 1/v - 1/30。
解方程得到v = 60cm。
根据放大倍数公式，放大倍数为m = -v/u。
代入已知数据，得到m = -60/30 = -2。
由于负号表示像是倒立的，所以像是倒立的，并且放大倍数为2。
3. 一个凹透镜的焦距为-15cm，物距为30cm。
求出像的位置和放大倍数。
解答：由于凹透镜的焦距为负值，所以可以根据薄透镜公式得到1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
代入已知数据，得到1/-15 = 1/v - 1/30。
解方程得到v = -10cm。
根据放大倍数公式，放大倍数为m = -v/u。
代入已知数据，得到m = -(-10)/30 = 1/3。
由于负号表示像是倒立的，所以像是倒立的，并且放大倍数为1/3。
4. 一个平行光束垂直入射到一个半径为R的球面镜上，镜的焦距为f。
光学工程师试题及答案
光学工程师试题及答案一.选择题1. 平行光通过凸透镜经折射后发生色像差, 如图, 问Q点为( )A.红光B.黄光C.蓝光D.紫光2.光在何时会发生全反射( )A. 光密到光疏, 入射角大于临界角B. 光疏到光密, 入射角大于临界角C. 光密到光疏, 入射角小于临界角D. 光疏到光密, 入射角小于临界角3. 影响景深的主要因素( )A. 出瞳B. 镜头材料C. 数值孔径D. 波长4. 如图, 点光源辐射强度为I, 受光面为A(m2 ), 夹角为θ, 求受光面照度E=( )A. I/ r2B. I/ r2cosθC. IA/ r2cosθD. I/ Ar2cosθI5.指出错误的一项( )A. 光是一种波B. 任意二束光迭加均能发生干涉C. 衍射现象是无限多个波迭加一起的结果D. 爱里斑是白光6. 为了增加镜片的通光比, 常在镜片表面镀膜, 其单层膜厚度一般为( )A. 1/4λB. 1/2λC. 3/5λD.λ7. 1/3红光+1/3绿光+1/3蓝光=( )A. 白光B. 彩光C. 黄光D. 紫光8. 对于分辩率, 目前通用的判定标准为( )A. 牛顿判据B. 惠更斯判据C. 瑞利判据D. 菲涅耳判据9.人眼明视觉的最敏感波长( )A. 400umB.450umC. 550umD. 650um10. 在光学图面中, “刮伤/针孔=80/50”, 其80/50的解释为( )A. 80/50个B. 80/50umC. 80/50mmD. 0.08/0.5mm二.填空1. 已知两个透镜焦距分别为ƒ1, ƒ2, 相距为d, 求组合焦距ƒ=( )2. 完成下面的黑箱三.用三个凸透镜焦距为ƒ1,ƒ2,ƒ3, 设计望远系统, 画出光路图.四.何谓全反射? 水的全反射角是多少?(n水=1.33)五.已知一平方米面积的平均照度为100Lux, 流明等于多少?六.以图显示出球差? 像场弯曲? 非线性扭曲像差?七. 现要设计一个3组4片的镜头, 要求F#=2.0, ƒ=5.0mm, 后焦距为6.0mm, 视场角大于50度, 请画出镜头的架构, 光圈的位置, 并写出大约镜片材料的参数(n,γ)或材料名和您的设计思路.。
物理学：工程光学考试答案(题库版)
物理学：工程光学考试答案（题库版）1、名词解释复消色差物镜正确答案：三条谱线之间的轴向色差经过校正的物镜。
2、问答题棱镜和光栅产生的光谱特征有何不同？正确答案：它们光谱主要区别是：（1）光栅光谱是一个均匀排列光谱，（江南博哥）棱镜光谱是一个非均匀排列的光谱。
（2）光栅光谱中个谱线排列是由紫到红（光）棱镜光谱中各谱线排列三由红到紫（光）（3）光栅光谱有级，级与级之间有重叠现象棱镜光谱没有这种现象。
光栅适用的波长范围较棱镜宽。
3、名词解释虚像点正确答案：发撒的出射同心光束的会聚点。
4、单选原子吸收线的劳伦茨变宽是基于（）。
A.原子的热运动B.原子与其它种类气体粒子的碰撞C.原子与同类气体粒子的碰撞D.外部电场对原子的影响正确答案：B5、名词解释视场正确答案：物空间中，在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸，此量值以角度为单位。
6、问答题同一物体经针孔或平面镜所成的像有何不同？正确答案：由反射定律可知，平面镜的物和像是关于镜面对称的。
坐标由右旋坐标系变为像的左旋坐标系，因此像和物左右互易上下并不颠倒。
即物体经平面镜生成等大、正立的虚像。
物体经针孔成像时，物点和像点之间相对与针孔对称。
右旋坐标系惊针孔所成的像仍为右旋坐标系，因此像和物上下左右都是互易的，而且像的大小与针孔到接受屏的距离有关，即物体经针孔生成倒立的实像。
7、填空题发射光谱定性分析，常以（）光源激发。
正确答案：直流电弧8、填空题在进行光谱定性全分析时，狭缝宽度宜（），目的是保证有一定的（），而进行定量分析时，狭缝宽度宜（），目的是保证有一定的（）。
正确答案：窄；分辨率；宽；照度9、名词解释临界角角正确答案：光密介质到光疏介质出现全反射现象，产生全反射现象时的最小入射角称为临界角。
10、名词解释波像差正确答案：当实际波面与理想波面在出瞳处相切时，两波面间的光程差就是波像差.11、问答题PLC与FBT光分路器相比有哪些优点？正确答案：与传统的采用光纤熔融拉锥工艺制作的器件相比，PLC光分路器具有工作波长宽，通道损耗均匀性体积小，工作温度范围宽，可靠性高等特点，目前是PON接入网中连接OLT和O NU并实现光信号功率分配的首选.12、填空题等离子体光源（ICP）具体有（），（）等优点。
第三版工程光学答案[1]
![第三版工程光学答案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a7b6190ba7c30c22590102020740be1e650ecce7.png)
第一章3、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离. 解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出：所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。
4、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1。
5），下面放一直径为1mm的金属片。
若在玻璃板上盖一圆形的纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片的最小直径应为多少？n0sinI1=n2sinI2(1）而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有：（2) 由（1）式和（2)式联立得到n0。
16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。
如果在凸面镀反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处?反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处?说明各会聚点的虚实。
解：该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决，设凸面为第一面，凹面为第二面. （1)首先考虑光束射入玻璃球第一面时的状态，使用高斯公式：会聚点位于第二面后15mm处.(2）将第一面镀膜，就相当于凸面镜像位于第一面的右侧，只是延长线的交点，因此是虚像。
还可以用β正负判断：（3）光线经过第一面折射：, 虚像第二面镀膜，则:得到：（4）在经过第一面折射物像相反为虚像。
18、一直径为400mm，折射率为1.5的玻璃球中有两个小气泡，一个位于球心，另一个位于1／2半径处。
沿两气泡连线方向在球两边观察，问看到的气泡在何处？如果在水中观察，看到的气泡又在何处？解：设一个气泡在中心处，另一个在第二面和中心之间。
（1）从第一面向第二面看（2）从第二面向第一面看(3）在水中19、.有一平凸透镜r=100mm，r,d=300mm,n=1。
5,当物体在时，求高斯像的位置。
北航工程光学考试题及答案
北航工程光学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象产生的条件是：A. 光的频率相同B. 光的相位相同C. 光的振幅相同D. 光的传播方向相同答案：AB2. 以下哪种光学元件可以改变光的传播方向？A. 透镜B. 反射镜C. 滤光片D. 光栅答案：B3. 光学系统中的像差主要包括：A. 球差B. 色差C. 像散D. 以上都是答案：D4. 光的偏振现象说明光是：A. 横波B. 纵波C. 椭圆波D. 圆波答案：A5. 以下哪种材料不是光学材料？A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 橡胶答案：D6. 光纤通信中使用的光纤是：A. 单模光纤B. 多模光纤C. 单模和多模光纤D. 以上都不是答案：C7. 激光的相干性比普通光源好，主要是因为：A. 激光的频率单一B. 激光的相位一致C. 激光的振幅一致D. 激光的强度高答案：B8. 光学系统中的景深是指：A. 物体到镜头的距离B. 镜头到成像平面的距离C. 物体到成像平面的距离D. 允许物体在一定范围内移动而成像仍然清晰的范围答案：D9. 光学成像中，物体与像之间的距离称为：A. 焦距B. 物距C. 像距D. 焦距和物距之和答案：C10. 以下哪个参数不是描述透镜光学性能的？A. 焦距B. 光圈C. 景深D. 分辨率答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 光的折射定律，也称为斯涅尔定律，其表达式为：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1和n2分别是光从介质1到介质2的________和________。
答案：折射率2. 光学系统中，透镜的焦距越短，其视场角越________。
答案：大3. 光学成像中，当物体距离透镜的距离大于透镜的焦距时，成像为________。
答案：实像4. 激光的产生原理是基于________效应。
答案：受激辐射5. 光纤通信中，信号的传输是通过________来实现的。
答案：光波6. 光学系统中，为了减少像差，通常采用________透镜。
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。
物理学：工程光学试题(题库版)
物理学：工程光学试题（题库版）1、单选原子发射光谱定性工作中，对粉末样品经常采用（）作为支持电极。
A、石墨电极B、铜电极C、锌电极D、银电极正确答案：A2、名词解释光程正确答案：光经过的实际路径长度与所在介质（江南博哥）折射率的乘积3、问答题什么叫“畸变”？它与什么因素有关？正确答案：轴外点的宽光束和细光束都有像差存在，即使只有主光线通过光学系统，由于球差影响，它不能和第二近轴光一致，主光线和高斯像面焦点的高度不等于理想像高，其差别就是系统的畸变。
4、名词解释电光效应正确答案：在电场作用下，可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性，从而使光产生双折射，这种现象称为电光效应。
5、名词解释弧矢平面正确答案：包含主光线，且与子午平面正交的平面。
6、填空题我们通常把分界面两边折射率高的介质称为光密介质，折射率低的介质称为（）。
正确答案：光疏介质7、单选采用调制的空心阴极灯主要是为了（）。
A.延长灯寿命B.克服火焰中的干扰谱线C.防止光源谱线变宽D.扣除背景吸收正确答案：B8、问答题正弦光栅在自身所在平面内分别平移和转动时，对夫琅禾费衍射场的衍射斑有什么影响。
正确答案：正弦光栅在自身所在平面内移动时衍射斑光强分布不变，相位分布发生变化。
在自身平面内转动时，衍射光强和相位分布都发生变化。
9、名词解释物方远心光路正确答案：光学系统的物方光线平行于光轴，主光线的汇聚中心位于物方无限远处.10、填空题发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称（）正确答案：波面11、填空题棱镜摄谱仪的结构主要由（），（），（），（）四部分（系统）组成。
正确答案：照明系统；准光系统；色散系统；投影系统12、名词解释物方空间正确答案：所有实物点和虚物点的集合构成的空间。
13、填空题交流电弧的激发能力强，分析的重现性好，适用于（），不足的是蒸发能力也稍弱，灵敏度稍低。
正确答案：定量分析14、问答题什么是景深，照相物镜的景深与什么有关？正确答案：能在像面上获得清晰像的物空间的深度是系统的景深。
工程光学练习答案(带样题).doc
工程光学练习答案(带样题)期末，东北石油大学审查了09级工程光学的测量和控制材料。
第一章练习1，假设真空中的光速为3米/秒，则计算水中(n=1.333)、皇冠玻璃(n=1.51)、燧石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、钻石(n=2.417)和其他介质中的光速。
解决方案:当灯在水中时，n=1.333，v=2.25m米/秒，当灯在皇冠玻璃中时，n=1.51，v=1.99m米/秒，当灯在燧石玻璃中时，n=1.65，v=1.82m米/秒，当灯在加拿大树胶中时，n=1.526，v=1.97m米/秒，当灯在钻石中时，n=2.417，v=1.24米/秒。
2.一个物体穿过针孔照相机，在屏幕上形成一个60毫米大小的图像。
如果屏幕被拉开50毫米，图像的尺寸变成70毫米，计算出从屏幕到针孔的初始距离。
解决方案:在同一个均匀的介质空间中，光直线传播。
如果选择通过节点的光，方向不会改变，从屏幕到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形的相似性得到:因此，x=300mm毫米意味着从屏幕到针孔的初始距离是300毫米。
3、一块厚度为200毫米的平行平板玻璃(n=1.5)，下面放一块直径为1毫米的金属板。
如果玻璃板上覆盖有圆形纸片，则要求玻璃板上方的任何方向都不能看到纸片。
这张纸的最小直径是多少？解决方案:如果纸片的最小半径是x，那么根据全反射原理，当光束从玻璃发射到空气中的入射角大于或等于全反射临界角时，就会发生全反射，正是由于这个原因，在玻璃板上方看不到金属片。
全反射的临界角由下式确定:(1)其中N2=1，n1=1.5，根据几何关系，利用平板的厚度和纸张与金属片的半径计算全反射临界角的方法如下:(2)纸张的最小直径x=179.385mm毫米可以通过组合等式(1)和(2)来获得，因此纸张的最小直径为358.77毫米4.光纤芯的折射率是n1.包层的折射率为n2，光纤所在介质的折射率为n0。
计算光纤的数值孔径(即n0sinI1，其中I1是光在光纤中以全反射模式传播时，光在入射端面的最大入射角)。
北航工程光学考试题及答案
北航工程光学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象产生的条件是（）。
A. 两束光的频率相同B. 两束光的相位差恒定C. 两束光的振幅相同D. 以上都是答案：D2. 以下哪种材料是偏振材料（）。
A. 玻璃B. 石英C. 聚乙烯D. 以上都不是答案：B3. 光的衍射现象中，中央亮纹的宽度与（）有关。
A. 波长B. 孔径大小C. 观察距离D. 以上都是答案：D4. 以下哪种情况不属于光的色散现象（）。
A. 雨后彩虹B. 棱镜分光C. 光通过不同介质时速度不同D. 光通过单缝时产生衍射答案：D5. 光的全反射现象发生在（）。
A. 光从光密介质进入光疏介质B. 光从光疏介质进入光密介质C. 光从光密介质进入光密介质D. 光从光疏介质进入光疏介质答案：B6. 以下哪种光源属于相干光源（）。
A. 普通白炽灯B. 激光C. 荧光灯D. LED灯答案：B7. 光的偏振现象说明光是（）。
A. 横波B. 纵波C. 球面波D. 非波答案：A8. 光的双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与（）有关。
A. 双缝间距B. 屏幕距离C. 光的波长D. 以上都是答案：D9. 光的衍射现象中，中央亮纹的宽度与（）成反比。
A. 波长B. 孔径大小C. 观察距离D. 以上都不是答案：B10. 光的偏振现象中，偏振光通过偏振片后，光强的变化与（）有关。
A. 偏振片的偏振方向B. 入射光的偏振方向C. 入射角D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象中，当两束光的相位差为π时，产生的是______干涉。
答案：破坏性2. 光的衍射现象中，当孔径或缝宽减小，中央亮纹的宽度会______。
答案：变窄3. 光的全反射现象中，临界角是指光从光密介质进入光疏介质时，入射角为______度时发生全反射。
答案：904. 光的色散现象中，不同颜色的光在介质中的折射率______。
答案：不同5. 光的偏振现象中，当偏振光通过偏振片后，光强变为原来的一半，说明入射光与偏振片的偏振方向之间的夹角为______度。
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。
大学光学工程试题及答案
大学光学工程试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的干涉现象中，两束相干光的相位差为π，则它们是：A. 相长干涉B. 相消干涉C. 非干涉D. 无法确定答案：B2. 光的衍射现象中，菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射的主要区别在于：A. 光源的波长B. 衍射孔径的大小C. 观察距离的远近D. 观察角度的大小答案：B3. 在迈克尔逊干涉仪中，当参考光束和测量光束的光程差发生变化时，干涉条纹会发生：A. 移动B. 消失C. 变形D. 颜色变化答案：A4. 光学系统中，像差通常包括：A. 球差B. 色差C. 像散D. 所有以上答案：D5. 激光的相干性优于普通光源，主要是因为激光具有：A. 高亮度B. 高单色性C. 高方向性D. 高相干性答案：D6. 光学纤维中，光信号传输的基本原理是：A. 反射B. 折射C. 散射D. 干涉答案：A7. 光的偏振现象中，自然光通过偏振片后变成：A. 线偏振光B. 圆偏振光C. 椭圆偏振光D. 非偏振光答案：A8. 光电效应中，光电子的最大动能与入射光的：A. 强度无关B. 频率成正比C. 波长成反比D. 频率无关答案：C9. 光纤通信中，多模光纤和单模光纤的主要区别在于：A. 光纤的直径B. 光纤的材料C. 传输的模式数量D. 传输的距离答案：C10. 在光学成像系统中，焦距越长，成像的放大倍数：A. 越大B. 越小C. 不变D. 无法确定答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 光的反射定律中，入射角等于______。
答案：反射角2. 光的折射定律中，入射角和折射角的正弦值之比等于______。
答案：介质的折射率之比3. 在菲涅尔双缝干涉实验中，干涉条纹的间距与______成反比。
答案：波长4. 光的衍射现象中，单缝衍射的中央极大值宽度与______成正比。
答案：缝宽5. 光的偏振现象中，通过偏振片后的光是______。
答案：线偏振光6. 光电效应中，光电子的最大动能与入射光的______成正比。
工程光学习题解答(第1章)
第一章1．举例说明符合光传播基本定律的生活现象及各定律的应用。
答:(1）光的直线传播定律影子的形成；日蚀；月蚀;均可证明此定律.应用：许多精密的测量,如大地测量（地形地貌测量）,光学测量，天文测量.(2）光的独立传播定律定律：不同光源发出的光在空间某点相遇时，彼此互不影响，各光束独立传播。
说明：各光束在一点交会,光的强度是各光束强度的简单叠加,离开交会点后,各光束仍按各自原来的方向传播。
2．已知真空中的光速c≈3×108m/s,求光在水(n=1。
333)、冕牌玻璃(n=1。
51)、火石玻璃（n=1。
65)、加拿大树胶(n=1。
526）、金刚石(n=2.417）等介质中的光速。
解：v=c/n(1)光在水中的速度：v=3×108/1。
333=2.25×108 m/s(2)光在冕牌玻璃中的速度：v=3×108/1。
51=1。
99×108 m/s(3)光在火石玻璃中的速度:v=3×108/1。
65=1。
82×108 m/s(4)光在加拿大树胶中的速度:v=3×108/1。
526=1。
97×108 m/s(5)光在金刚石中的速度：v=3×108/2.417=1。
24×108m/s＊背景资料：最初用于制造镜头的玻璃，就是普通窗户玻璃或酒瓶上的疙瘩，形状类似“冠”，皇冠玻璃或冕牌玻璃的名称由此而来。
那时候的玻璃极不均匀，多泡沫。
除了冕牌玻璃外还有另一种含铅量较多的燧石玻璃（也称火石玻璃）.3．一物体经针孔相机在屏上成像的大小为60mm，若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm，求屏到针孔的初始距离。
解:⇒l=300mm4．一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1。
5),下面放一直径为1mm的金属片。
若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？解:本题是关于全反射条件的问题。
工程光学答案
11
五、设计与思考：汽车后视镜问题
1 1 2 由： + = l l r
由： = -
1 2 1 = l r l
l 0
远区
后视镜
故：成像于镜后，虚像。
l r r =l 2l - r 2l 显然： 1 且 0
故：缩小像，正立像，虚像。 且：r r
近区 行车方向
像越大，看得越清楚，但视野小； 像越小，看不大清楚，但视野大。
7
光线经第二个球面： 应用过渡公式： U 2 = U1 = 059 L2 = L1 - d = 579 .（ 4 mm）
L2 - r2 I 2 = -350 sin I 2 = sin U 2 = -0.06687 ( r2=-200 ) r2 n 1.5163 = 2 sin I 2 = sin I 2 (-0.06687 ) = -0.1014 n2 1 = 0.05175 = -549 sin U 2 = U2 + I2 - I2 = 258 I2 U2 sin I 2 L2 = r2 + r2 = 191 .（ 9 mm） sin U 2
平行光线
U =0
h s in I = r n s in I = s in I n U = I - I s in I L = r + r s in U
光线经第一个球面：
h1 10 I1 = 252 sin I1 = = = 0.05 r1 200 n 1 0.05 = 153 I1 = 1 sin I1 = sin I1 = 0.03298 n1 1.5163 = I1 - I1 = 252 - 153 = 059 = 0.01716 U1 sinU1 s in I1 0.03298 = r1 + r1 L1 = 200 （ 1+ ） = 584 .4 （mm） s inU 1 0.01716
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。
工程光学复习题及答案
工程光学复习题及答案一、单项选择题1. 光学中，光的波动性可以通过以下哪个实验来验证？A. 双缝干涉实验B. 单缝衍射实验C. 迈克尔逊干涉仪实验D. 光的偏振实验答案：A2. 以下哪种光学元件可以实现光的会聚？A. 凸透镜B. 凹透镜C. 平面镜D. 棱镜答案：A3. 光的折射定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 惠更斯C. 斯涅尔D. 爱因斯坦答案：C二、填空题4. 光在真空中的传播速度是_________m/s。
答案：3×10^85. 光的波长、频率和速度之间的关系可以用公式_________来表示。
答案：v=λf6. 光的偏振现象表明光是一种_________。
答案：横波三、简答题7. 简述光的干涉现象及其产生条件。
答案：光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时，由于光波的相位差引起的光强分布出现明暗相间的条纹。
产生干涉的条件是：两束光必须是相干光，即它们的频率相同，相位差恒定或满足一定的关系。
8. 什么是光的衍射现象？并举例说明。
答案：光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，光波的传播方向发生改变，形成明暗相间的衍射图样。
例如，当光通过单缝时，会在缝后形成衍射条纹，这种现象称为单缝衍射。
四、计算题9. 已知一束光的波长为500nm，求其在真空中的频率。
答案：根据公式v=λf，光在真空中的速度v=3×10^8 m/s，波长λ=500×10^-9 m，代入公式可得频率f=v/λ=(3×10^8)/(500×10^-9) Hz=6×10^14 Hz。
10. 一束光从空气斜射入水中，入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1为空气的折射率，n2为水的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。
空气的折射率n1≈1，水的折射率n2≈1.33，代入公式可得sinθ2=n1sinθ1/n2=1×sin30°/1.33≈0.433，因此θ2≈26.3°。
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：任何一个物点发岀的光线在系统的作用下所有的岀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。
工程光学考试题及答案高中
工程光学考试题及答案高中一、选择题1. 光学成像的基本条件是什么？A. 物体必须在焦点以内B. 物体必须在焦点以外C. 物体必须在焦点上D. 物体必须在焦距以内答案：B2. 凸透镜成像的规律是什么？A. 物远像近像变小B. 物近像远像变大C. 物远像远像变大D. 物近像近像变小答案：B3. 以下哪种情况不属于光的折射现象？A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气中C. 光从玻璃进入空气中D. 光从空气直接传播答案：D4. 光的三原色是什么？A. 红、绿、蓝B. 红、黄、蓝C. 红、橙、绿D. 蓝、绿、紫答案：A5. 以下哪种光学仪器是利用光的反射原理制成的？A. 望远镜B. 放大镜C. 显微镜D. 潜望镜答案：D二、填空题6. 凸透镜的焦距越短，其成像能力越________。
答案：强7. 当物体位于凸透镜的焦点上时，成像情况是________。
答案：不成像8. 光的折射定律中，入射角和折射角的关系是________。
答案：入射角越大，折射角越大9. 光的干涉现象是指两个或两个以上的________相互叠加的现象。
答案：光波10. 光的衍射现象是指光绕过障碍物继续传播的现象，这种现象说明了光具有________。
答案：波动性三、简答题11. 请简述光的干涉条件。
答案：光的干涉条件包括：光波的频率相同、光波的相位差恒定、光波的振动方向相同。
12. 什么是全反射现象？请简述其产生条件。
答案：全反射现象是指当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角时，光将完全反射回光密介质中。
产生全反射的条件包括：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角。
四、计算题13. 已知凸透镜的焦距为10cm，物体距离透镜15cm，求像的性质和位置。
答案：根据凸透镜成像公式1/f = 1/u + 1/v，其中f为焦距，u为物距，v为像距。
代入数据得1/10 = 1/15 + 1/v，解得v = 30cm。
由于物距大于焦距，像距大于物距，所以成像为倒立、放大的实像。
光学工程师试题及答案解析
光学工程师试题及答案解析一、选择题1. 光的波长范围是多少？A. 10^-10 m 至 10^-6 mB. 10^-6 m 至 10^2 mC. 10^-7 m 至 10^3 mD. 10^-8 m 至 10^4 m答案：B2. 什么是衍射现象？A. 光的直线传播B. 光的反射现象C. 光绕过障碍物继续传播D. 光的折射现象答案：C3. 光纤通信中，信号传输的媒介是什么？A. 空气B. 真空C. 玻璃或塑料纤维D. 水答案：C二、填空题4. 光的折射定律是______定律。
答案：斯涅尔（Snell）定律5. 光学系统中，透镜的焦距越短，其视角______。
答案：越大三、简答题6. 简述光学干涉的条件。
答案：光学干涉的条件包括：两束光的频率相同，相位差恒定，振动方向一致。
7. 什么是光学成像的基本原理？答案：光学成像的基本原理是光线通过光学系统（如透镜或反射镜）后，按照一定的规律在成像面形成物体的像。
四、计算题8. 已知一束光的波长为500 nm，求其在真空中的波速。
答案：光在真空中的波速是一个常数，为 \( c = 3 \times 10^8 \) m/s。
波长（\( \lambda \)）与波速（\( c \)）和频率（\( f \)）之间的关系为 \( c = \lambda f \)。
由于题目中只给出了波长，而没有给出频率，因此无法直接计算波速。
但是，由于光在真空中的波速是一个已知常数，所以可以直接给出答案。
9. 一个凸透镜的焦距为20 cm，物体距离透镜15 cm，求像的性质和位置。
答案：根据透镜公式 \( \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} +\frac{1}{d_i} \)，其中 \( f \) 是焦距，\( d_o \) 是物距，\( d_i \) 是像距。
将给定的数值代入公式，可以解得像距 \( d_i \)。
由于物距小于焦距，根据透镜成像规律，会形成一个正立、放大的虚像。
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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模拟试题与答案
工程光学2005——2006年底第一学期期末考试试题A
一、填空（20分）
1、照明系统与成像系统之间的衔接关系为：
__照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量_、______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、角放大率、轴向放大率和垂轴放大率三者之间的关系为、拉赫不变J=nuy 、牛顿公式以焦点为坐标原点。
4产生偏振光的方法有反射和折射、二向色性、双折射、散射。
5、麦克斯韦方程组的微分形式为
6．获得相干光的方法有分波前法、分振幅法。
7、水槽中盛水，深20mm，槽底中央置一点光源，水的折射率n=1.33，水面上浮一个既不透光又不反射光的纸片，使人从水面上无论哪个角度都看不到光，纸片面积最小为1634.33mm2。
8、光源的相干长度与相干时间的关系为。
三、名词解释（15分）
1、光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。
2、节点：光学系统中放大率为+1的一对共轭点称为节点。
3、空间相干性：
光源的大小与相干空间成反比关系，给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干性的问题，即通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。
4、费马原理：
光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射或反射，其光程为极值，即光是沿光程的极值的路径传播的。
5、出瞳：孔径光阑经它前面的透镜或透镜组在光学系统像空间所成的像称为出射光瞳。
四、作图（20分）
1、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系（图1）。
2、求AB的像（图2）。
3、判断棱镜的成像方向（图3）。
4、求轴上物点A所成的像（图4）。
图4
五、计算题（45分）
1、用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时，在长达5cm的范围内共有15个亮条纹，玻璃楔板的折射率n=1.52，所用光波波长，求楔角？（10分）
解：……………………………………..………………….5分
e=50mm/15
……………………………5分
2、已知，的双凸透镜，置于空气中。
物A位于第一球面前处，
第二面镀反射膜。
该物镜所成实像B位于第一球面前，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 ----5分
物点A经折射成像在A'处，将已知条件代入公式得
---5分
A'经反射后，成像于B'点。
故将，代入反射面公式，
得：----5分
B'点再经折射成像在B点。
根据光路的可逆性，将B视为物，B'点视为像，有，代入折射公式，得：
----5分
由①②③式解得：
答：透镜的折射率为1.6。
3、一透镜焦距，如在其前边放置一个的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。
（15分）
解：, 求得：----5分
----5分
答：组合后的焦距是-180mm。
基点位置如图所示。
----5分。