应用光学习题及答案
武汉理工大学考试试题纸(A卷)
课程名称应用光学专业班级0501～03
题号一二三四五六七八九十总分
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
一、选择题(每题1分,共5分)
1.发生全反射现象的必要前提就是:
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,应采取的就是:
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)应同时调节物镜与目镜
4.棱镜系统中加入屋脊面,其作用就是:
A 改变光轴的方向B)改变主截面内像的方向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就是:
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就是()
2.光学系统中像方顶截距就是()
3.用波像差评价系统成像质量的瑞利准则就是()
4.望远系统中物镜的相对孔径就是()
5.棱镜的转动定理就是()
三、简答题(共20分)
1.什么叫孔径光阑？它与入瞳与出瞳的关系就是什么？(4 分)
2.什么叫视场光阑？它与入窗与出窗的关系就是什么？(4 分)
3.几何像差主要包括哪几种？(4 分)
4、什么叫远心光路？其光路特点就是什么？(4 分)
应用光学习题及答案
四、分析作图题(共25分)
1、已知正光组的F与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 '=
nr1
, l 'H= -f '
n -1 d
, l H = - f '
n -1 d
, ⎡ r d ⎤ nr nr
( n -1 ) ⎢ n( 1 - ) + ( n -1) ⎥
⎣ r2
r
2 ⎦
分析双凹透镜的基点位置,并画出FFL、BFL与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)(b)
五、计算题(共35分)
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β1= -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 ,它与透镜1之间的距离为d1=20 ;光阑3口径为20mm,它与透镜2之间的距离d2=30。物点A 的位置L1= -200 ,试确定该光组中,哪一个光孔就是孔径光阑,哪一个就是视场光阑？(20分)
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称:应用光学
(A 卷)
一、选择题(每题 2 分,共 10 分)
1.B ;
2.A ;
3.C ;
4.C ;
5.D
二、填空题(每题 2 分,共 10 分)
1.物镜的像方焦点 F ' 到目镜物镜焦点 F
之间的距离
物 目
2.又叫后截距,用 l F ' 表示,就是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离
3.一般认为最大波像差小于四分之一波长,则系统质量与理想光学系统没有显著差别
4.入瞳直径 D 与物镜焦距 f ' 之比 D
f '
物
物
5.假设物空间不动,棱镜绕 P 转 θ,则像空间先绕 P’转 ( -1)n -1θ ,后绕 P 转 θ
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,入瞳与出瞳就是物与像的对应关系。
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.物方远心光路与像方远心光路统称为远心光路。特点:物方远心光路中的入射光束的主光线都与光轴平行,
像方远心光路中出射光束的主光线都与光轴平行。
5.F 数指的就是物镜的相对孔径的倒数 f '
D ,F 数又称为光圈。 四、分析作图题(共 25 分)
1.如图:
2.可知:r1 < 0,r2 > 0,d 为任意值,把f'的表达式代入l H'与l H,分析后可得:l H' <0,l H>0,其基点位置:
3、 (a)
.
(b)
应用光学习题及答案
五、计算题(共 35 分)
1.解:1)因为:β = β1 β 2;β = 4;β1 = -2;所以得:β2＝2
由牛顿公式:β1＝－x 1'
f 1'
所以:l 1' = f 1' + x 1' = f 1' - β1 f 1'= 50 - ( -2) ⨯ 50 =150 l 1 = l 1' β1 =
150
-2 = -75
同理:l 2' = (1 - β2 ) f 2' = (1 - 2) ⨯ ( -150) =150 l 2 = l 2' β2 =
150
2 = 75
可得:d = l 1' - l 2 = 75
2) L = -l 1 + l 2' + d = 75 + 150 + 75 = 300
3)即保持共轭距 L 1 不变
第一透镜的共轭距: L 1 = l 1' - l 1 = 150 + 75 = 225
⎧l = -75 ⎧l *1 = -150
又: 1
- 1 = 1
,可得: ⎨
与 ⎨
l '
l 50 ⎩l 1' = 150
⎪l
*'
= 75 ⎩ 1
此时: β * = l *' = - 1 ;β * = - 1 ⨯ 2 = -1
1
1
l *1
2 2
2.解:1)由于透镜 1 的前面没有任何光组,所以它本身就就是在物空间的像。
2)先求透镜 2 被透镜 1 所成的像。也就就是已知像求物
