应用光学习题

应用光学习题、

第一章 : 几何光学基本原理 ( 理论学时: 4 学时 )

•讨论题:几何光学与物理光学有什么区别？它们研究什么内容？

•思考题:汽车驾驶室两侧与马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面,而不做成平面？

•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。

•证明光线通过二表面平行的玻璃板时,出射光线与入射光线永远平行。

•为了从坦克内部观察外界目标,需要在坦克壁上开一个孔。假定坦克壁厚为 200mm ,孔宽为 120mm ,在孔内部安装一块折射率为 n=1、5163 的玻璃,厚度与装甲厚度相同,问在允许观察者眼睛左右移动的条件下,能瞧到外界多大的角度范围？

•一个等边三角棱镜,若入射光线与出射光线对棱镜对称,出射光线对入射光线的偏转角为40 °,求该棱镜材料的折射率。

•构成透镜的两表面的球心相互重合的透镜称为同心透镜,同心透镜对光束起发散作用还就是会聚作用？

•共轴理想光学系统具有哪些成像性质？

第二章 : 共轴球面系统的物像关系 ( 理论学时: 10 学时,实验学时: 2 学时 )

•讨论题:对于一个共轴理想光学系统,如果物平面倾斜于光轴,问其像的几何形状就是否与物相似？为什么？

•思考题:符合规则有什么用处？为什么应用光学要定义符合规则？

•有一放映机,使用一个凹面反光镜进行聚光照明,光源经过反光镜以后成像在投影物平面上。光源高为10mm ,投影物高为 40mm ,要求光源像高等于物高,反光镜离投影物平面距离为 600mm ,求该反光镜的曲率半径等于多少？

•试用作图法求位于凹的反光镜前的物体所成的像。物体分别位于球心之外,球心与焦点之间,焦点与球面顶点之间三个不同的位置。

•试用作图法对位于空气中的正透镜( )分别对下列物距:

求像平面位置。

•试用作图法对位于空气中的负透镜( )分别对下列物距:

求像平面位置。

•已知照相物镜的焦距毫米,被摄景物位于距离

米处,试求照相底片应放在离物镜的像方焦面多远的地方？•设一物体对正透镜成像,其垂轴放大率等于－ 1 ,试求物平面与像平面的位置,并用作图法验证。

•已知显微物镜物平面与像平面之间的距离为 180 毫米,垂轴放大率为－ 5 ,求该物镜组的焦距与离开物平面的距离(不考虑物镜组二主平面之间的距离)。

•已知航空照相机物镜的焦距＝ 500 毫米,飞机飞行高度为 6000 米,相机的幅面为300 × 300 毫米 2 ,问每幅照片拍摄的地面面积。

•由一个正透镜组与一个负透镜组构成的摄远系统,前组正透镜的焦距＝ 100 毫米,后组负透镜的

焦距＝－ 50 毫米。要求由第一组透镜道组合系统像方焦点的距离为系统的组合焦距的,求二透镜组之间的间隔 d 应为多少？组合焦距等于多少？

•如果将第 10 题中的系统用来对 10 米远的物平面成像,用移动第二组透镜的方法,使像平面位于移动前组合系统的像方焦平面上,问透镜组移动的方向与移动距离？

•由两个系统构成的一个倒像系统,设第一组透镜的焦距为,第二组透镜的焦距为,物平面位于第一组透镜的物方焦平面上,求该倒像系统的垂轴放大率。

•由两个同心的反射面(二球面的球心重合)构成的光学系统,按照光线反射的顺序第一个反射球面就是凹的,第二个反射球面就是凸的,要求系统的像方焦点恰好位于第一个反射球面的顶点,求两个球面的半径

、与二者之间的间隔 d 之间的关系。

•假定一显微物镜由相隔 20 毫米的两个薄透镜组构成,物平面与像平面之间的距离为 180 毫米,放大率＝－10 × ,要求近轴光线通过二透镜组时的偏角与相等,求二透镜组的焦距。

•电影放映机镜头的焦距＝ 120 毫米,影片画面的尺寸为22 × 16 毫米 2 ,银幕大小为 6、6 × 4、8 米 2 ,问电影机应放在离银幕多远的地方？如果把放映机移到离银幕 50 米远处,要改用多大焦距的镜头？

•一个投影仪用 5 × 的投影物镜,当像平面与投影屏不重合而外伸 10 毫米时,则须移动物镜使其重合,试问物镜此时应向物平面移动还就是向像平面移动？移动距离为多少？

•一照明聚光灯使用直径为 200 毫米的一个聚光镜,焦距为＝ 400 毫米,要求照明距离为 5 米远的一个直径为 3 米的圆,问灯泡应安置在什么位置？

•已知一个同心透镜＝ 50 毫米,厚度 d ＝ 10 毫米, n=1、5163 ,求它的主平面与焦点位置。

第三章 : 眼睛的目视光学系统 ( 理论学时: 6 学时,实验学时: 2 学时 )

•讨论题:当进入已开演的电影院时,瞧不清周围的人与坐位,为什么过一会就能瞧清了？当白天走出电

影院时,感到光线特别强,这就是为什么？

•思考题:人眼的视角分辨率就是什么含义？为什么人眼的视角分辨率就是有限的？

•正常人眼的远点在什么地方？若某正常人眼的最大调节范围为－ 10 视度,其近点距离为多少？

•用两个负透镜能否构成一个望远镜？为什么？

•假定用眼睛直接观察敌人的坦克时,可以在 400 米的距离上瞧清坦克的编号,如果要求距离 2 公里也能瞧清,问应该使用几倍的望远镜？

•有一焦距为 150 毫米的物镜,拟装成一个 6 倍的望远镜,问组成开普勒与伽利略望远镜时,目镜的焦

距各为多少？镜筒长(物镜与目镜之间的距离)各为多少？

•焦距仪上测微目镜的焦距为 17 毫米,使用叉线对准,问瞄准误差等于多少？

•燃烧室离观察窗 1、5 米,为了瞧清燃烧室内的情况,需要采用一个实际视放大率为 5 倍的仪器,假定物镜与目镜之间的距离为 200 毫米(物镜与目镜的厚度均忽略不计),试问物镜焦距与目镜焦距各为多大？若要求视度调节范围为± 5视度,目镜的总移动量为多大？

第四章 : 平面镜棱镜系统 ( 理论学时: 8 学时 )

•讨论题:平面镜棱镜系统有什么用途？

•思考题:单平面镜与双平面镜旋转有什么实际应用？

•如果要求周视瞄准镜光轴俯仰± 15 °,问端部直角棱镜应俯仰多大角度？