工程光学练习题1

1、一、简答题1、 什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？2、 几何光学的基本定律及其内容是什么？3、 什么是理想像和理想光学系统。4、 理想光学系统的基点和基面有哪些？5、 如何确定光学系统的视场光阑？ 6、 什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?7、 成像光学系统有哪两种色差？试说明它们的成因？8、 常见非正常眼有哪两种？如何校正常见非正常眼？9、 瑞利判据和道威判据。10、 光学系统极限分辨角为多大？采取什么途径可以提高极限分辨角？11、 相速度、群速度。12、 等厚干涉、等倾干涉。13、 惠更斯菲涅耳原理14、 请分别写出多缝干涉亮纹和单缝衍射暗纹条件，并由此简述光栅缺级条件。15、

2、常见非正常眼有哪两种？如何校正常见非正常眼？二、填空题1、在空气和折射率为2的介质界面上发生全反射的临界角是 30度 。2、空气中，光焦度可表示为 ，它表示光学系统对光束汇聚（或发散）的本领。或越小， 越大。若，光组是 汇聚 （汇聚或发散）光组，愈大， 汇聚 （汇聚或发散）本领愈大，反之亦然。3、凡 1 次镜面反射或 奇数 次镜面反射的像称为镜像，物的坐标关系若为右手，则像的坐标关系为 左 手。4、入瞳孔径越大，则景深越 小 ；对准平面距离越远，则景深越 小 。5、照相机中的可变光阑起的是 孔径 光阑的作用，它限制的是 限制进入光学系统成像光束口径 。6、单色像差有（写出其中的三个）： 正弦差

3、，彗差，像散，场曲，畸变 7、望远镜分辨率以能分辨的 两物点 对望远镜的张角表示；照相系统的分辨率以像平面上每毫米能分辨的 线对数 表示。8、光波的空间周期是指 T ，空间频率是指 1/T 。9、干涉条纹的可见度定义为K= ，当两束相干光振幅相同时，条纹可见度K= 1 。10、如图所示，用波长为的单色光垂直照射折射率为的劈尖薄膜，图中各部分折射率的关系为。观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶开始向右数第6条暗条纹中心所对应的厚度为 13/4(不太确定) 。11、在多缝衍射中，随着狭缝数目的增加，衍射图样有两个显著的变化，即 条纹变亮 和 变细 。12、设计一光栅，要求：(1) 能分辨钠光谱589nm

4、和589.6nm的第二级谱线；(2) 第二级谱线的衍射角；设光线正入射，则光栅总刻痕数应满足的条件为 491 ；光栅常数应满足的条件为 2.357*10-3 （用mm表示）。1、几何光学三个基本定律是： 光的直线传播定律 ， 光的独立传播定律 ， 光的折射和反射定律 。2、空气中，光焦度可表示为 ，它表示光学系统对光束汇聚（或发散）的本领。或越小， 越大。若，光组是 发散 （汇聚或发散）光组，绝对值愈大，光组是 发散 （汇聚或发散）本领愈大，反之亦然。3、凡 2 次镜面反射或 偶数 次镜面反射的像称为一致像，物的坐标关系若为右手，则像的坐标关系为 右 手。4、入瞳孔径越小，则景深越 大 ；对准

5、平面距离越近，则景深越 大 。5、照相机中的底片框起的是 孔径 光阑的作用，它限制的是 限制进入光学系统成像光束口径 。6、复色光成像时，由于介质的色散性而引起的不同色光之间成像的差别，称为色差。色差分为 轴向 色差和 倍率 色差7、显微镜的分辨率以物平面上能分辨的两物体间的 最小（最大/最小）距离表示，照相物镜的分辨率以像平面上每毫米能分辨的 线对数 表示；8、光的波长表示光具有 空间 周期性，波长的倒数表示其 周期 。9、满足（1） 频率相同 、（2） 振动方向 、（3） 相位差恒定 的光称为相干光。10、如图，用波长的单色光垂直照射到空气劈尖上，从反射光中观察干涉条纹距顶点处是暗条纹。使

6、劈尖角连续增大，直到该点处再次出现暗条纹为止，则劈尖角的改变量为 /2nL 。11、通常的衍射光栅是基于 夫琅禾费衍射 原理进行工作的。若按其对入射光波的调制作用，光栅可分为： 振幅型 和 相位型 。12、光栅光谱仪作为一种分光仪器，主要性能指标有 、 和 。三、作图题 见“应用光学习题”对应部分。四、计算题见“应用光学习题”、“物理光学习题”对应部分，及作业题。这里补充几个题。1、已知照相物镜的焦距，被摄景物位于（以F 点为坐标原点）处，试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。解：1、解：由牛顿公式得（1） （2） （3） （4） 2、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的

7、一半，今将物面向透镜移近100mm，则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。1、解：由牛顿公式的横向放大率公式 得物面移动前后的放大率分别为 因物面移动前后物距之差为 所以，正薄透镜的焦距为 3、在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的距离为50cm，当用一片折射率1.58 的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm，试决定试件厚度。解：按题意，此时两光束光学厚度相同，即几何关系 , 4、双缝间距为mm，离观察屏m，用钠灯做光源，它发出两种波长的单色光= 589.0nm和= 589.6nm，问两种单色光的第10级这条纹之间的间距是多少？解：由杨氏双缝干涉公式，亮条纹时： 所以，两种波长的光的10级条纹（m=10）位置分别为， 因此，条纹间距为 5、一块光栅的宽度为10cm，每毫米内有500条逢，光栅后面放置的透镜焦距为500nm。问：它产生的波长的单色光的1级和2级谱线的半宽度是多少？解：由题意，光栅常数和缝数分别为 由光栅方程 得1、2级衍射条纹的衍射角分别为 ， ，这里的，确定了谱线的位置由衍射条纹的半角为，得 所以条纹的半宽度分别为 6、用钠黄光垂直照射一光栅，它的第三级光谱恰好分辨开钠双线（），并测得的第二