应用光学习题及答案

1、考试试题纸（A卷）课程名称题号题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题应用光学四五六七专业班级八九十总分一二三一、选择题（每题1分，共5分）1发生全反射现象的必要前提是：A)光线由光疏介质到光密介质传播B)光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播D)以上情况都可能产生2周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的：A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确3在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是：A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜4棱镜系统中加入屋脊面，其作用是：A改变光轴的方向B)改变主截面内像的

2、方向C)改变垂轴于主截面方向上像的方向D)以上都正确5光学系统中场镜的作用是：A)改变成像光束的位置B)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确二、填空题（每题2分，共10分）1显微镜中的光学筒长指的是（2光学系统中像方顶截距是（3用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是（4望远系统中物镜的相对孔径是（5棱镜的转动定理是（三、简答题（共20分）1什么叫孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？（4分）2什么叫视场光阑？它和入窗和出窗的关系是什么？（4分）3几何像差主要包括哪几种？（4分）4.什么叫远心光路？其光路特点是什么？（4分）5.照相机中F数是什么意思？光圈指的是什么？（4分）四、分析

3、作图题（共25分）1.已知正光组的F和F，求轴上点A的像，要求用五种方法。（8分）2.已知透镜的焦距公式为f'=nr1n1n1，l'H=f'd，lH=f'd，nrnrrd12(n1)n(11)+(n1)r2r2分析双凹透镜的基点位置，并画出FFL、BFL和EFL的位置。（9分）3.判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8分）（a）五、计算题（共35分）（b）1由已知f1=50mm，f2=150mm的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大4倍的实像，并且第一透镜的放大率1=2，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动第一透镜至何

4、处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂铀放大率为多大?（15分）2.已知一光学系统由三个零件组成，透镜1：f1=f1=100，口径D1=40；透镜2：f2=f2=120，口径D2=30，它和透镜1之间的距离为d1=20；光阑3口径为20mm，它和透镜2之间的距离d2=30。物点A的位置L1=200，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑？（20分）×试题标准答案及评分标准用纸一、选择题（每题2分，共10分）1B；2A；3C；4C；5D二、填空题（每题2分，共10分）（A卷）到目镜物镜焦点F1物镜的像方焦点F物目之间的距离表示，是系统最后一个面的顶点到像方

5、焦点之间的距离2又叫后截距，用lF3一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显著差别之比4入瞳直径D和物镜焦距f物f物n15假设物空间不动，棱镜绕P转，则像空间先绕P转(1)，后绕P转三、简答题（每题4分，共20分）1限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳，空径光阑在系统像空间所成的像称为出瞳，入瞳和出瞳是物和像的对应关系。2限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗，在像空间所成的像称为出射窗。3主要有七种：球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。4物方远心光路和像方远心光路统称为远心光

6、路。特点：物方远心光路中的入射光束的主光线都和光轴平行，像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。5F数指的是物镜的相对孔径的倒数四、分析作图题（共25分）1如图：f，F数又称为光圈。和lH，分析后可得：lH<0，lH>0，其基点位置：2可知：r1<0，r2>0，d为任意值，把f的表达式代入lH3.(a)(b)五、计算题（共35分）1解：1）因为：=12；=4；1=2；所以得：22由牛顿公式：1x1f1=f11f1=50(2)×50=150所以：l1=f1+x1l1=l11=2=75=(12)f2=(12)×(150)=150同理：l2l2=l22

7、=75可得：d=l1l2=75+d=75+150+75=3002）L=l1+l23）即保持共轭距L1不变l1=150+75=225第一透镜的共轭距：L1=l1l1=150l=751又：=，可得：和l=1501l1=75l此时：=11=；=×2=112解：1）由于透镜1的前面没有任何光组，所以它本身就是在物空间的像。2）先求透镜2被透镜1所成的像。也就是已知像求物利用高斯公式：111111；可得：=l1'l1f1'20l1100求得：l1=25mm；=y'l1'2015=0.8；y=18.75mmyl1250.83）求光阑3被前面光组所成的像。a.先求光

8、阑3被透镜2所成的像因为l2=30mm，利用高斯公式得：111；解得：l2=40mm=30l2120又：y2=D3/2=10mm，y2对透镜1来说是像，故y1'=y2=13.33mm因为l2=l1'd1，所以：l1'=l2+d1=40+20=60mm2=y2'l2'30=0.75y2=y2'2=100.75=13.33mmb.再对透镜1求此y2l240像所对应的物，仍利用高斯公式：111；得：l1=150mm=60l11001=y1'l1'60y'13.33=0.4；y1=1=33.33mm；D3'=2y1=66.66mm4）物点A对光阑D1的张角：y1l115010.4D12018.7533.33=0.1对D2的张角：tgu2=0.0833对光阑D3的张角：tgu3=0.0952可见u2200200225350tgu1=为最小，说明光阑像D2