郁道银主编-⼯程光学（知识点）要点
第⼀章⼩结（⼏何光学基本定律与成像概念）1 、光线、波⾯、光束概念。
光线：在⼏何光学中，我们通常将发光点发出的光抽象为许许多多携带能量并带有⽅向的⼏何线。
波⾯：发光点发出的光波向四周传播时，某⼀时刻其振动位相相同的点所构成的等相位⾯称为波阵⾯，简称波⾯。
光束：与波⾯对应所有光线的集合称为光束。2 、⼏何光学的基本定律（内容、表达式、现象解释）
1 ）光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿着直线传播的。
2 ）光的独⽴传播定律：不同光源发出的光在空间某点相遇时，彼此互不影响，各光束独⽴传播。
3 ）反射定律和折射定律（全反射及其应⽤）：
反射定律：1、位于由⼊射光线和法线所决定的平⾯内；2、反射光线和⼊射光线位于法线的两侧，且反射⾓和⼊射⾓绝对值相等，符号相反，即I’’=-I。
全反射：当满⾜1、光线从光密介质向光疏介质⼊射，2、⼊射⾓⼤于临界⾓时，⼊射到介质上的光会被全部反射回原来的介质中，⽽没有折射光产⽣。sinI m=n’/n，其中I m为临界⾓。
应⽤：1、⽤全反射棱镜代替平⾯反射镜以减少光能损失。（镀膜平⾯反射镜只能反射90%左右的⼊射光能）2、光纤
折射定律：1、折射光线位于由⼊射光线和法线所决定的平⾯内；2、折射⾓的正弦和⼊射⾓的正弦之⽐与⼊射⾓⼤⼩⽆关，仅由两种介质的性质决定。n’sinI’=nsinI。
应⽤：光纤4 ）光路的可逆性
光从A点以AB⽅向沿⼀路径S传递，最后在D点以CD⽅向出射，若光从D点以CD ⽅向⼊射，必原路径S传递，在A点以AB⽅向出射，即光线传播是可逆的。5 ）费马原理
光从⼀点传播到另⼀点，其间⽆论经历多少次折射和反射，其光程为极值。（光是沿着光程为极值（极⼤、极⼩或常量）的路径传播的），也叫“光程极端定律”。6 ）马吕斯定律
光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波⾯的正交性，并且⼊射波⾯与出射波⾯对应点之间的光程均为定值。
2013级YSU工程光学课后习题整理—Nero
Part 1：反射镜成像作业
1. 一只麻雀位于曲率半径为R的凹球面反射镜前，其像是与物等大的实像，求物距。
2. 一个 2.2 m的篮球运动员站在曲率半径为4m的凸球面反射镜前3m处，问：（1）反射镜的焦距、像距、像的大小是多少？（2）是实像还是虚像、像是倒立的还是正立的？
3. 用焦距为+2.0m的凸面镜对位于镜前6.0m的羚羊成像，求像距、垂轴放大率、像的倒正。
4. 一个小物体位于焦距的绝对值为50cm的凹球面反射镜前200cm处，请确定像的位置、垂轴放大率、像的性质、像的倒正。
2013级YSU工程光学课后习题整理—Nero
Part2：光的反射和折射定律作业
5. 由费马原理证明光的反射定律和折射定律。
6. 已知真空中的光束为8103m/s，求光在水（333.1n）、冕牌玻璃（51.1n）、火石玻璃（65.1n）、金刚石（417.2n）中的光速。
7. 一厚度为200mm的平行平板玻璃（5.1n），下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？
8. 证明光线通过平行玻璃板时，出射光线与入射光线平行。
9. 光纤纤芯的折射率为1n，包层的折射率为2n，光纤所在戒指的折射率为0n，求光纤的数值孔径（即00sinn）。
2013级YSU工程光学课后习题整理—Nero
Part 3：球面反射镜成像作业
10. 一只麻雀位于曲率半径为R的凹球面反射镜前，其像是与物等大的实像，求物距。
11. 一个 2.2 m的篮球运动员站在曲率半径为4m的凸球面反射镜前3m处，问：（1）反射镜的焦距、像距、像的大小是多少？（2）是实像还是虚像、像是倒立的还是正立的？
12. 用焦距为+2.0m的凸面镜对位于镜前6.0m的羚羊成像，求像距、垂轴放大率、像的倒正。
13. 一个小物体位于焦距的绝对值为50cm的凹球面反射镜前200cm处，请确定像的位置、垂轴放大率、像的性质、像的倒正。
概念题：
1、 直线传播定律及使用条件
2、 理想光学系统成像性质。
3、 什么是像空间、什么是物空间
4、 什么是理想光学系统什么是理想像
5、 什么是实物什么是虚物
6、 什么是完善像完善成像的条件是什么
7、 反射和折射之间有什么联系
8、 主平面有什么特点节点
9、 物方焦点的共轭点是什么像方焦点的共轭点是什么 物方焦距和像方焦距的关系
10、 近轴光线是如何定义的近轴光线成什么像
11、 牛顿公式是以 为原点的物像公式；高斯公式是以 为原点的物像公式。
12、 折射球面的主平面在什么地方反射球面与折射球面的成像公式焦距和半径的关系。
13、 孔径光阑是什么主要作用是什么
14、 视场光阑是什么主要作用是什么
15、 什么是景深分辨率
16、 什么是物方远心光路其主要作用是什么
17、 什么是棱镜展开等效空气层
18、 光线的物理含义是什么
19、 波面的分类光线和波面之间的关系
20、 可见光的范围
21、 光学系统的光轴是如何定义的
22、 什么是共轴球面系统
23、 符号规则对于线段和角度是如何规定的并能根据已知条件熟练标注。
24、 近轴光路计算公式（2-12）、（2-15）
25、 在什么情况下，光学系统的节点与主点重合
26、 利用（2-12）式推导单个折射球面的焦距公式。反射球面的焦距与曲率半径之间的关系
27、 作图法求物像
28、 牛顿公式（2-22）、（2-23）；高斯公式（2-25）、（2-26）
29、 无限远轴外物点所成的像高计算公式（2-47），就是视场光阑口径的计算。
30、 人眼的分辨率近视眼和远视眼的调节
31、 视放大率的定义
32、 望远镜的结构、工作原理和相关的计算公式（3-9）、（3-10）。
33、 显微镜的结构、工作原理和相关的计算公式（3-7）。
34、 放大镜（或者目镜）的视放大率公式（3-5）
35、 平面镜成像性质及平面镜旋转特性。 36、 屋脊棱镜的结构及成像特性。
1.在采光设计中为了降低作为展览墙的亮度，（ ）是合理的。
A.降低墙面上的照度
B.提高墙面上的照度
C.降低墙面反光系数
D.提高墙面反光系数
2、为了防止直接眩光，应使眼睛与窗口，眼睛与画面边缘的连线所形成的夹角大于（ ）。
A.14度
B.30度
C.60度
D.90度
3.关于视度及其影响因素的表述中，下列（ ）是正确的。
A、不管是黑夜与白昼，只要有物体存在，无论它发光（或反光）或不发光（或不反光），人们都会看见
B、观看对象与其背景之间的亮度差异愈大，视度愈低
C、视野内出现高亮度或过大的亮度对比的现象就称为眩光
D、有明到暗与有暗到明的适应时间一样长
4.根据中小学教室采光设计要求，课桌面的采光系数最低值不低于（ ）
A、2%
B、1.5%
C、2.5%
D、0.5%
5.我国美术馆、博物馆照明设计标准中规定：陈列室的采光系数不大于（ ）。
A、2%
B、1.5%
C、2.5%
D、0.5%
6.在利用高侧窗采光的展览馆建筑中，特别是在展品玻璃橱、框加以保护时，明亮的窗口经过画面上的玻璃，反射到观众眼中，使观众看到的是一个明亮的窗口映像，称为（ ）。
A、一次反射
B、二次反射
C、直接眩光
D、均匀采光
7.在中、小学教室设计中，需要适当提高照度的地方是（ ）。
A、学生课桌面
B、黑板
C、黑板和讲台
D、内墙附近
8.采用天窗采光的美术馆，常采取措施降低展室中部观众区照度，其原因是（ ）。
A、提高展览墙面照度
B、防止天窗产生直接眩光
C、消除一次反射眩光
D、消除二次反射眩光
9.在下列采光窗中，采光效率最高的是（ ）
A、高侧窗<
B、低侧窗
C、锯齿形天窗
D、平天窗
10.在美术馆设计中，不宜采用的采光形式为（ ）
A、高侧窗
B、低侧窗
C、锯齿形天窗
