应用光学第四章
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应⽤光学第四章复习进程应⽤光学第四章本章要点1. 理想光学系统原始定义2. 理想光学系统的焦点、焦平⾯、主点、主平⾯3. 理想光学系统的节点4. 理想光学系统的物像位置关系,⽜顿公式和⾼斯公式5. 理想光学系统物⽅焦距与像⽅焦距的关系6. 理想光学系统的拉⽒不变量7. 理想光学系统的光焦度及其与焦距的关系8. 理想光学系统的垂轴放⼤率、沿轴放⼤率和⾓放⼤率及其关系9. ⼏个特殊位置的三种放⼤率10. 理想光学系统的作图法11. 理想光学系统的组合:作图法和计算法12.远距型和反远距型理想光学系统模型13. 多光组组合,正切计算法,截距计算法14. 各光组对总光焦度得贡献15. 焦距仪基本原理16. 望远镜系统的理想光学系统模型17. 视觉放⼤率概念18. 望远镜与其他光组的组合19. 薄透镜成像原理20. 厚透镜的基点和基⾯及其与光组组合的关系引⾔单个折射球⾯(或反射球⾯)单薄透镜对细⼩平⾯以细光束成完善像实际光学系统对具有⼀定⼤⼩的物(视场)以宽光束(孔径)⼀个光学系统必须由若⼲元件组成,经反复精密计算,使其成像接近完善。
开始时,⾸先将系统看成是理想的§4-1 理想光学系统及其原始定义[返回本章要点]理想光学系统——像与物是完全相似的物空间像空间点——>共轭点直线——>共轭直线直线上的点——>共轭直线上的共轭点理想光学系统理论——⾼斯光学§4-2 理想光学系统的基点和基⾯⼀、焦点F,F’与焦平⾯[返回本章要点]物⽅⽆穷远A F’: 后焦点,像⽅焦点轴上物点 F A’( 处)F:前焦点,物⽅焦点A→ F’:物⽅⽆穷远垂轴平⾯的共轭平⾯为通过 F’的垂轴平⾯(后焦平⾯,像⽅焦⾯)F’→A:像⽅⽆穷远垂轴平⾯的共轭平⾯为物⽅过 F 的垂轴平⾯(前焦平⾯,物⽅焦⾯)注意:这⾥F与F’不为共轭点,A与A’也不为共轭点⼆、主点H,H’和主平⾯[返回本章要点]延长 TE1,FS1交于Q H,H’亦为⼀对共轭点延长 SkR,EkF’交于Q’点H,H'——物(像)⽅主点,前(后)主点,QH,Q'H'——物(像)⽅主⾯,前(后)主⾯,且HQ与H'Q'共轭,β = 1,物、像⽅主⾯是⼀对β=1的物像共轭⾯光学系统总包含⼀对主点(主平⾯),⼀对焦点(焦平⾯),前者是⼀对共轭点(⾯),后者不是像⽅焦距,后焦距物⽅焦距,前焦距只要⼀对主点、⼀对焦点的相对位置⼀定,⼀个光学系统的理想模型就定了。
应用光学(吉林联盟)知到章节测试答案智慧树2023年最新长春理工大学第一章测试1.若光所处的介质为各向同性均匀介质,电磁波面向各方向的传播速度()参考答案:相同2.在对可见光为透明的介质中,折射率常随波长的减小而()参考答案:增大3.同一介质对不同波长的光具有不同的折射率,在对可见光为透明的介质中,以下哪一种光的折射率最小?()参考答案:红光4.同一介质对不同波长的光具有不同的折射率,在对可见光为透明的介质中,以下哪一种光的折射率最大?()参考答案:紫光5.直线传播定律忽略了电磁波的()。
参考答案:衍射6.当光线以一定的角度入射到光密-光疏介质分界面上时,有:()参考答案:折射角大于入射角7.有时看到窗户玻璃上映射的太阳光特别耀眼,这是由于在窗户玻璃表面发生了()现象。
参考答案:反射8.一个由6个折射面构成的光学系统,请问该系统将产生()个光学空间?参考答案:79.若轴上物点位于无限远位置处,则物方孔径角值为:()参考答案:0度10.单个折射面的轴向放大率与垂轴放大率存在如下关系:()参考答案:11.单个折射面的垂轴放大率、轴向放大率和角放大率都与物像距有关,三种放大率之间存在如下关系:()参考答案:12.单个折射面的角放大率与垂轴放大率存在如下关系:()参考答案:13.汽车观后镜其实就是一个孔径不太大的()镜。
参考答案:凸面14.光学系统的放大率为各个面放大率之()。
参考答案:积15.当光波在其它透明介质(如水、玻璃)中传播时,()参考答案:其波长和速度都将发生改变,但频率不变,颜色感觉也不发生改变16.设光在光密介质中传播的速度为,光在光疏介质中的传播速度为,则:()参考答案:17.一个半径为的球面镜,若一轴上物点位于无穷远位置处,其像点位于:()参考答案:位置处18.某物通过一透镜成像在该透镜内部,若透镜材料为玻璃,透镜两侧均为空气,则系统的像方介质空间是()。
参考答案:空气19.不同波长的电磁波有不同的频率,频率、波长与速度三者之间的关系为:()参考答案:20.光程是指:()参考答案:光在介质中传播的几何路程与所在的介质折射率的积21.汽车观后镜就是球面反射镜比较典型的一个应用实例,当观察者离反射镜保持同样距离时,从凸面镜内观察到的景物视场与平面镜相比(),从而能够更好的保证行车安全。
[判断题11、光阑从尺寸上讲既可是定值也可是尺寸可变的。
(对)[判断题]2、孔径光阑可以安放在光学系统中的透镜前、与透镜的边框重合,甚至可以安放在透镜后面。
(对)[判断题]3、对于轴上点来说,光阑位置不同,孔径角的大小有所不同。
(对)[判断题]4、合理选取光阑位置可减少系统尺寸。
(对)[判断题]5、在光学系统中,入瞳与孔径光阑可以重合。
(对)[判断题]6、目视光学系统的出瞳一定要在光学系统之外。
(对)[判断题]7、一个光学系统中,只能有一个视场光阑。
(对)[判断题]8、在光学照相光学系统中,感光底片的边框就是视场光阑。
(对)[判断题]9、系统中,轴上点无渐晕,只有轴外点存在渐晕现象。
(对)[判断题]1、在光学系统中,若物体位置发生变化,原有光阑的位置和大小不发生变化。
(错)[判断题]2、人眼的瞳孔其本质是视场光阑。
(错)[判断题]3、光阑具备成像特性,且起到限制光束的作用。
(错)[判断题]4、在景象平面上所获得的成清晰像的像方空间深度称为成像空间的景深。
(错)[判断题]1、实际光学系统中,参与成像的光束宽度与成像范围都是有限的。
(对)[判断题]2、实际光学系统中的成像限制来自于光学零件的尺寸大小。
(对)[判断题]3、光学系统不同,对参与成像的光束位置和宽度要求也不同。
(对)[判断题]4、孔径光阑的位置不同,轴外物点发出并参与成像的光束通过透镜的部位就不同。
(对)[判断题]5、在光学系统中,系统的出瞳与视场光阑可以重合。
(对)[判断题]6、在薄透镜光学系统中,孔径光阑既可以是系统的入瞳,也可以是系统的出瞳。
(对)[判断题]7、在有渐晕的情况下,轴外点光束宽度不仅仅由孔径光阑的口径确定,而且还和渐晕光阑的口径有关。
(对)[判断题]8、望远系统的孔径光阑大致在物镜左右。
(对)[判断题]9、分化板框是望远系统的视场光阑。
(对)[判断题]10、当孔径光阑与折射面相重合时,光学系统具有最小的横向尺寸。
(对)[判断题]11、光阑越远离折射面,则要求的系统的横向尺寸越大。
应⽤光学第四章第四章光学系统中的光束限制Stops in Optical Systems实际光学系统的成像光束将会受到限制组成光学系统的所有零件都有⼀定的尺⼨⼤⼩透镜的⼤⼩和像⾯的⼤⼩有限,从⽽限制了成像光束的宽度和成像范围实际光学系统必须限制参与成像的光束宽度和光束范围,以保证成像质量透镜的⼤⼩限制A点发出的成像光束的孔径⾓像⾯的⼤⼩限制像⾯成像范围,实际也就限制了物⾯成像范围都是对光束的限制,称为光阑本章内容§4.1光阑§4.1 光阑概念⼊瞳与出瞳⼊射窗与出射窗§4.2 场镜§4.3 光学系统的景深§4.3光学系统的景深§4.4 远⼼光路§4.4远⼼光路4.1§光阑⼀、概念光阑:光学系统中所有限制光束的孔或框(透镜框、棱镜框)光孔的⼤⼩是可变化的,这种光阑称为“可变光阑”光阑是实际光学系统成满意(完善)像必不可少的零件。
光阑在光学系统中的作⽤:决定像⾯的照度。
决定系统的视场。
限制光束中偏离理想位置的⼀些光线,⽤以改善系统的成像质量拦截系统中有害的杂散光。
光阑按上述的作⽤分为:孔径光阑视场光阑消杂光光阑渐晕光阑孔径光阑Aperture Stop:限制进⼊光学系统成像光束⼝径⼤⼩的光阑。
决定了光学系统的光能量⼤⼩控制像的亮度并与像的分辨率有关照相机的光圈位置随光学系统⽽异任何光学系统中,孔径光阑都是存在的孔径⾓U的⼤⼩受光阑⼤⼩和位置的影响孔径光阑的位置不同,轴外物点参与成像的光束位置就不同孔径光阑的位置不同,轴外物点发出并参与成像的光束通过透镜的部位就不同光阑只针对物体的某⼀位置⽽⾔,如果物体位置发⽣变化,光阑可能失去作⽤视场光阑Field Stop:限制物平⾯上或物空间中最⼤成像范围的光阑视场光阑Field Stop 位置固定,总是设在系统的实像平⾯或中间实像平⾯上没有实像平⾯,就没有视场光阑照相机中的底⽚框消杂光光阑:消除杂光的光阑⾮成像物体射来的光,光学系统各折射表⾯的反射光,内壁的反射光都是杂光杂光能引起成像对⽐度的下降不限制成像光束的⼤⼩把镜筒内壁加⼯成螺纹,并涂以⿊⾊⽆光漆渐晕光阑光阑以减少轴外像差为⽬的,使物空间轴外点发出的、原本能通过上述两种光孔的成像光束只能部分通过,这种光阑称为渐晕光阑。