2014级光学技术基础复习解析

2014级光学技术基础复习一、填空题1．光的直线传播定律指出光在同种均匀介质中沿直线传播。2．全反射的条件是入射角等于或大于临界角，光从光光密介质射向光光疏介质产生全反射。3．虚物点是发散光线的反向延长线的交点。4．光学系统的物方焦点的共轭象点在像方的无穷远处，象方焦点的共轭点在物方的无穷远处。5．某种透明物质对于空气的临界角为45°，该透明物质的折射率等于1.41。6．在符号法则中，反射定律的数学式为。7．通过物方主点的光线，必通过象方，其横向放大率为。8．几何光学的三个基本定律是，和。9．曲率半径为R的球面镜的焦距为，若将球面镜浸入折射率为n的液体内，该系统的焦距为。10．在符号法则中（光线从左向右入射）规定：主光轴上的点的距离从量起，左负右正；轴外物点的距离上正下负；角度以为始边，顺时针旋转为正，反之为负，且取小于π/2的角度；在图上标明距离或角度时，必须用。11．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的象点称为，薄透镜成象的高斯公式是。12．主平面是理想光具组的一对共轭平面；节点是理想光具组的一对共轭点。13．实象点是的光束的交点。14．实物位于凹球面镜的焦点和曲率中心之间，象的位置在与之间。二、计算题1.利用公式证明位于正薄透镜物方焦点前一倍焦距的物经透镜所成像为等高倒立实像，并作图验证之。2置于空气中的玻璃球，折射率为n=1.5,半径为R。

（1）物在无穷远时经过玻璃球成像在何处？

（2）物在玻璃球前2R处，经玻璃球成像在何处？大小如何？

3一物体位于半径为R的凹面镜前何处可分别得到放大4倍的实像、放大4倍的虚像、缩小4倍的实像、缩小4倍的虚像，计算并作图验证

解：（1）放大4倍的实像

（2）放大四倍虚像

（3）缩小四倍实像

（4）缩小四倍虚像4.一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。5.人照镜子时，要想看到自己的全身，问镜子要多长？人离镜子的距离有没有关系？6.一等边三角形棱镜，若入射光线和出射光线对棱镜对称，出射光线对入射光线的偏角为40度，求该棱镜材料的折射率7.有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的一半，现将物向透镜移近100mm，成等高实像，求透镜的焦距。8.一个各向均匀发光的灯泡，其光视效能为15lm/w，发出的光通过一个距离130毫米处口径为150毫米的聚光镜后，照明15米远处直径为2.5米的圆，假设忽略聚光镜的光能损失，如果要求照明面上的平均光照度为50勒克斯，问聚光镜的焦距应该为多少？灯泡的功率应该为多少？9.一个6v15w的钨丝灯，已知光效为14lm/w，该灯与一聚光镜联用，灯丝中心对聚光镜所张的孔径角0.25，若设灯丝是各向均匀发光，求1）灯泡总的光通量及进入聚光镜的能量；2）求平均发光强度10.如果要求照明器要照明10米远直径为2米的圆面积，要求被照射处的平均照度为50勒克斯，则照明范围内接受的总光通量为多少流明？如果灯泡发出的投射到透镜上的光束的立体角是0.8球面度，而通过透镜后光束的立体角变为0.02球面度，试求灯泡的发光强度和灯泡通过透镜后在照明区域的平均发光强度以及灯泡的功率分别是多少？（采用钨丝充气灯泡，其光视效能K=15流明/瓦）11.可视为双余弦辐射体的一平面螺旋状灯丝，大小为0.4ＣＭ*0.5ＣＭ,若功率为200Ｗ，发光效率为15ＬＭ/Ｗ，其光亮度为多少？沿灯丝平面法线方向的发光强度为多少，沿灯丝平面法线夹角为60度方向的发光强度为多大？若光源与聚光镜联用，所构成的孔径角为30度，进入聚光镜的光通量有多少？12.桌面OB上方有一盏100W钨丝充气灯泡P，光源在各方向均匀发光，灯泡可在垂直桌面方向上下移动，问灯泡离桌面多高时，B点（OB=1m）处的光照度最大，该光照度等于多少？

13.如图所示的照明系统，在15m远的地方照明直径为2.5m的圆形屏，要求达到屏上达到的平均照度为50lx，聚光镜的焦距为150mm，通光直径为150mm，假定灯泡选用钨丝充气灯，其光视效能K=15lm/w，求：灯泡的发光强度及灯泡通过聚光镜后在照明范围内的平均发光强度；灯泡的功率和位置。14．玻璃棒一端成半球形，其曲率半径为2cm，将它水平浸入水中（折射率为1.33），沿轴线方向离球面顶点8cm处的水中有一物体，求象的位置及横向放大率，并作出光路图。15．凸透镜的焦距为10cm，凹透镜的焦距为4cm，两透镜相距12cm，已知高为1cm的物体放在凸透镜左边20cm处，物体先经凸透镜成象再由凹透镜成象，求象的位置和性质，并作出光路图。

16．凸透镜的焦距为10cm，在它右方3倍的焦距处有一平面反射镜。已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。17．一薄透镜L1置于空气中，焦距为10厘米，实物AB正立在透镜左方15厘米处，长为1厘米。（1）求物经L1后成象的位置、虚实、正倒和大小。（2）今有两个透镜，一个为凸透镜，一为凹透镜，焦距均为12厘米，选用哪个透镜，把它放在L1右方什么距离处，才能使物经L1和第二透镜后获得为原物12倍的倒立的实象。18．两个焦距分别为10cm和-5cm的薄透镜，相距10cm，组成共轴系统，高为3mm的物体在第一透镜的左方20cm处，试求物体最后的成象位置及其大小，并作出光路图。19．物置于焦距为10cm的会聚透镜前40cm处，另一个焦距为20cm的会聚透镜位于第一透镜后30cm处，求象的位置、大小、虚实和正倒。20．有一半径为10cm、折射率为1.5的玻璃半球，其平面镀铝，在球面前10cm处有一小物点，试计算和说明成像的位置和性质。21．高1厘米的物体放在一薄凸透镜（焦距为10厘米）前20厘米处，在此透镜后10厘米处放一块曲率半径为30厘米的凸面反射镜，求物体经此系统最后所成的象的位置和性质。22．凸透镜L1和凹透镜L2共轴放置，相距10cm，凸透镜的象方焦距为20cm，凹透镜的物方焦距为20cm，物体A位于凸透镜前方30cm处。试确定物体所成的象的位置和性质。23．凸透镜的焦距为10cm，在它的右方12cm处有一焦距为4cm的凹透镜，已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。24．半径为20cm的薄壁球形金鱼缸中心有一条小鱼，问（1）缸外观察者看到小鱼的位置在哪里？象的性质如何？（2）如小鱼在后壁处看到的情况又如何？（n水=1.33）25．有一半径为10cm、折射率为1.5的玻璃半球，其平面镀铝，在球面前10cm处有一小物点，试计算和说明成像的位置和性质。26．凹面镜所成的实象是实物的5倍，将镜向物体移动靠近2cm，象仍是实象，并且是物体的7倍，求凹面镜的焦距。三、作图题要求用直尺、铅笔1掌握符号规则，根据给定的参数作出光路图,在图中标注各参数（1）r=-30mm,Ｌ=100mm,u=-10°

（2）r=30mm,Ｌ=100mm,u=-10°

（3）r=-40mm,Ｌ=-100mm,u=-10°,Ｌ’=200mm

2．已知系统的基点H、，F、，作出物AB的象。B

AFH

3．3用作图法求出物点S的象点。

·SFH

4．已知系统的基点H，，F，，作出物点P的象点。

·PHF

5．已知系统的主点H，Hˊ和焦点F，Fˊ，物点P与Fˊ重合，作出P的象点。

P·FH

6．求AB光线的共轭光线，并求出节点的位置。

FH

BA

7．MN为光学系统的主轴，H、和F、分别是系统的主点和焦点，作出光线AB的出射光线。B

AMNFH

8．H和为系统的主点，F和为系统的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，确定出轴上物点P的像。

·MPFHN

9.利用色品图求M点的主波长、610nm补色波长及550nm与490nm按2：1混合后的颜色。四单项选择题1．玻璃中的气泡看上去特别明亮，是由于A，光的折射；B，光的反射；C，光的全反射；D，光的散射2．通过一个厚玻璃观察一个发光点，看到发光点的位置A，移近了；B，移远了；C，不变；D，不能确定3．凸球面镜对实物成象的性质A，实象都是倒立放大的；B，虚象都是正立缩小的；C，实象都是倒立放大的；D，虚象都是正立放大的4．物象共轭点相对于透镜的位置有一种规律A，物、象点必在透镜的同侧；B，物象点必在透镜的异侧；C，物象分别在F，Fˊ的同侧；D，物象点分别在F，Fˊ的异侧5．在焦距为f的透镜光轴上，物点从3f移到2f处，在移动的过程中，物象点之间的距离A，先减小后增大；B，先增大后减小；C，由小到大；D，由大到小6．凹球面镜对实物成象的性质之一为A，实象都是正立缩小的；B，虚象都是正立放大的；C，实象都是倒立缩小的；D，虚象都是倒立放大的7．实物从离凸透镜3f处沿光轴移动到离透镜1.5f处的过程中，象性质的变化规律之一是A，象先正立，后倒立；B，象先倒立，后正立；C.象始终正立；D，象始终倒立8．空气中，平行光从平面入射到半径为3cm、折射率为1.5的玻璃半球，其象方焦点距离球面顶点为A，2cm；B，4cm；C，6cm；D，8cm9．已知薄透镜的横向放大率b=2和象方焦距=2cm，则象的位置为A，4cm；B，-4cm；C，8cm；D，0.5cm。10．放置于焦距为20cm的发散透镜左侧80cm处的物体的象在A，透镜右侧16cm；B，透镜左侧16cm处；C，透镜右侧26.7cm；D，透镜左侧26.7cm处11．双凸透镜的两曲率半径均为10cm，折射率为1.5，若将薄透镜置于水中（n=1.33），薄透镜的光心到镜心之间的距离等于A，0；B，1cm；C，2cm；D，3cm。12．光线从左向右射到透镜上，s为物距，为象距，下列哪种情况属于虚物成实象A，s<0,<0；B，s>0,>0；C，s>0,<0；D，s<0,>013．曲率半径为10cm的凸球面镜，用s表示物距，能产生实象的虚物位置范围为A，s>10cm；B，0<s<10cm；C，s>5cm；D，0<s<5cm14．空气中,玻璃三棱镜ABC的顶角为30°,光线垂直于AB面入射,由AC面射出,偏向角也为30°,则棱镜的折射率为A，；B，/2；C，；D，/315．一发光点位于凹球面镜前40cm处,镜面曲率半径为16cm,则象距为A，-10cm；B，-20cm；C，-30cm；D，-40cm16．一双凹透镜折射率为n,置于折射率为的介质中,则下列说法正确的是A，若n>,透镜是发散的；B，若n>,透镜是会聚的；C，若>n,透镜是发散的；D，双凹薄透镜是发散的,与周围介质无关17．当光线从折射率为n1的光密媒质射向折射率为n2的光疏媒质时，发生全反射的临界角为A，；B，；C，；D，18．平面镜成象的横向放大率为A，+1；B，-1；C，0；D，∞19．半径为r的球面镜，置于折射率为n的介质中，该光学系统的焦距为A，2r；B，r/2；C，nr；D，r/2n20．半径为R，折射率为1.5的玻璃半球，球面向右，光线从左方入射，其象方焦点距球面顶点的距离为A，0.5R；B，R；C，1.5R；D，2R21．薄透镜的横向放大率为A，f/x；B，x/f；C，-f/x；D，-x/f22．将折射率为n1=1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n2=1.10，试向临界角为A，；B，；C，1.10/1.50；D，1.50/1.1023．一个发光体与屏幕相距为D，将发光体聚焦于屏上的透镜的最大焦距为A，2D；B，D；C，D/2；D，D/424．当一薄透镜浸没在水中（n=1.33），此透镜（n=1.50）的焦距f如何变化？A，不变；B，增加为1.33倍；C，增加为1.5倍；D，增加为3.91倍25．直径为8cm的长玻璃棒，末端是半径为4cm的半球，玻璃的折射率为1.50，如果将物体放在棒轴上距末端16cm处，则象的位置为A，12cmB，24cmC，-12cmD，∞26．由凸面镜所成的象，相对于物通常是A，倒立虚象；B，缩小的正象；C，倒立实象；D，放大的虚象27．.一物体放在焦距为8cm的薄凸透镜前12cm处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后象的性质为A，一个倒立的实象；B，一个放大的实象；C，成象于无穷远处；D，一个缩小的实象28灰色物体对白光中的红、绿、蓝三色光作______的吸收和反射。（D）A.不等比例 B.选择性C.等量 D.等比例29CIE1964补充色度学系统的观察视场为：（D）A、2度B、4度C、8度D、10度30CIE规定了，用来代表人眼的平均颜色视觉特性，使颜色得以量化：（B）A、三刺激值B、标准色度观察者光谱三刺激值C、光谱三刺激值D、等能光谱三刺激值3