模拟试题与答案 工程光学2005——2006年底第一学期期末考试试题A 一、填空（20分） 流感香囊__照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量_、______保证两个系统的光瞳衔接和成像关系__________________________________________ 2、转像系统分__棱镜式___________和___透镜式__________两大类，其作用是：_使物镜所成的倒像转变为正像。 3、角放大率、轴向放大率和垂轴放大率三者之间的关系为、拉赫不变J=nuy mjpg、牛顿公式以焦点为坐标原点。 4产生偏振光的方法有反射和折射、二向性、双折射、散射。 5、麦克斯韦方程组的微分形式为 6．获得相干光的方法有分波前法、分振幅法。 7、水槽中盛水，深20mm，槽底中央置一点光源，水的折射率n=1.33，水面上浮一个既不透光又不反射光的纸片，使人从水面上无论哪个角度都看不到光，纸片面积最小为1634.33mm2。 8、光源的相干长度与相干时间的关系为。 三、名词解释（15分） 1、光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。 2、节点：光学系统中放大率为+1的一对共轭点称为节点。 3、空间相干性： 光源的大小与相干空间成反比关系，给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干性的问题，即通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。 4、费马原理： 光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射或反射，其光程为极值，即光是沿光程的极值的路径传播的。 5、出瞳：孔径光阑经它前面的透镜或透镜组在光学系统像空间所成的像称为出射光瞳。 四、作图（20分） 1、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系（图1）。 2、求AB的像（图2）。 3、判断棱镜的成像方向（图3）。 4、求轴上物点A所成的像（图4）。 图4 五、计算题（45分） 1、用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时，在长达5cm的范围内共有15个亮条纹，玻璃楔板的折射率n=1.52，所用光波波长，求楔角？（10分） 解：……………………………………..………………….5分 e=50mm/15 ……………………………5分 2、已知，的双凸透镜，置于空气中。物A位于第一球面前处，第二面镀反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n。（20分） 解： 设：透镜的折射率为n ----5分 物点A经折射成像在A'处，将已知条件代入公式 得 ---5分 A'经反射后，成像于B'点。故将，代入反射面公式，得： ----5分 B'点再经折射成像在B点。根据光路的可逆性，将B视为物，B'点视为像，有，代入折射公式，得： ----5分 由①②③式解得： 答：透镜的折射率为1.6。 3、一透镜焦距，如在其前边放置一个的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。（15分） 解：, 求得：----5分 ----5分 答：组合后的焦距是-180mm。 基点位置如图所示。 ----5分 |
|
|
工程光学（上）期末考试试卷
一．问答题：（共12分，每题3分）
1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？
2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？
3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？
4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？
二．图解法求像或判断成像方向：（共18分，每题3分）
1．求像A'B'
2．求像A'B'
3．关联成像求物AB经理想光学系统后所成的像，并注明系统像方的基点位置和焦距
4．判断光学系统的成像方向
5．求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场
6．判断棱镜的成像方向
槭叶铁线莲
led斗胆灯
三．填空：（共10分，每题2分）
1．照明系统与成像系统之间的衔接关系为：
数字重阵
①________________________________________________
②________________________________________________
2．转像系统分____________________和___________________两大类，
其作用是：_________________________________________
3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________,
该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。
4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________,
________________________和_______________________。
5．激光束聚焦要求用焦距较________的透镜，准直要用焦距较________的透镜。
四．计算题：（共60分）
1．一透镜焦距，如在其前边放置一个的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。（10分）
2．已知，的双凸透镜，置于空气中。物A位于第一球面前处，第二面镀反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n。（20分）
3．已知物镜焦距为，相对孔径，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为，物镜最后一面到像平面的距离为。
（1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（8分）
（2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为，求望远镜的视觉放大率；（4分）
（3）求目镜的焦距、放大率；（4分）
（4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（6分）
（5）望远镜的分辨率；（2分）
（6）如果视度调节为折光度，目镜应能移动的距离。（2分）
（7）画出光路图。（4分）
阶段测试题一
一、问答题（共 30 分，每小题 6 分）
• 几何光学中为什么要规定符号规则？
• 什么叫理想光学系统？
• 应用光学近轴光学公式计算出来的像有什么实际意义？
• 一物体位在一正的薄透镜物方 2 倍焦距以外，问其像位在什么区域？成正像还是倒像？成放大的像还是缩小的像？
• 一个半径为 500 毫米的球面反射镜，其物方和像方焦距分别为多少？其物方和像方主点位在什么地方？其物方和像方节点位在什么地方？
二、证明题（共 40 分，每小题 8 分）
• 证明平行玻璃板只是使像平面的位置发生移动，并不影响系统的光学特性。
• 对于一个半径为 和 的薄透镜，证明其物像关系式为
其中， ， 分别为像距和物距， ， 分别为物空间和像空间的折射率， 为透镜的折射率。
• 在二次成像法测量正透镜焦距中，透镜将实物成在实像面上，物面和像面之间的距离为 S ，将透镜移动距离 d 以后，又在像平面上成一个清晰的像。证明透镜的焦距为 。
• 有一个用于红外系统的球形浸没透镜，物空间为空气，折射率为 1.5 ，它将物体成像在后表面与球心的 1 / 2 处，证明此时的垂轴放大率为 1/2 。
• 由两个正的薄透镜组成的系统，若物体位在第一个透镜的物方焦平面处，证明此时像与物的垂轴放大率为第二个透镜与第一个透镜焦距之比的负值。
三、计算题（共 30 分）
• 为了将微小物体放大成像并在监视器屏幕上观察，可以将微小物体所成的像再经一中继系统成像在电荷耦合器件 CCD 摄像系统的硅靶上，经棱镜将图像传到监视器屏幕上。若已知微小物体长为 0.5 毫米，显微物镜的放大倍率为 40 × ， CCD 硅靶对角线长 8 毫米，微小物体通过显微物镜的像距硅靶的距离为 210 毫米，要求将上述微小物体经两次成像后充满硅靶对角线，试求此中继光学系统的焦距及离硅靶的距离。（ 15 分）
• 有一个由 =100 毫米、 = － 50 毫米两个薄透镜组成的摄远型望远镜物镜，如果要求两透镜之间的距离 d 是总焦距 的十分之一，即 ，求 : ⑴ 两个透镜之间的间距 d; ⑵ 像平面到第二个透镜的距离 ； ⑶ 系统总的焦距 。（ 15 分）
