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长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 得分 一 回答问题 每小题一 回答问题 每小题 2 分 共分 共 30 分 分 1 用照相机拍摄目标时 若天气多云 此时相机光圈应增大还是减小 答 摄影系统相面照度E 正比于相对孔径 D f 的平方 相机光圈数定义为 f F D 若天气多云 进入照相机的能量减少 欲在像面上获得足够的照度应增大相对孔径 D f 即减小相机光圈 f D 2 有一加里略望远镜 放大倍率为 2 和一照相物镜 焦距为 200 如何组合使系统焦距为 100 如何组合使系统 焦距为 400 画出光路图 答 1 100f 如图所示 伽利略望远系统放大率 2 1 2 h h 则由图可见比例关系 2 1 1 2 hF hf 即 1 100 2 Ff 2 400f 如图所示 编号编号 2006 2007 学年学年 第第 1 学学 期期 审核责任人签字审核责任人签字 科目科目 应用光学应用光学 参考班级参考班级 大珩班大珩班 题号题号 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总分总分 命题教师命题教师 印数印数 得分得分 评阅人评阅人 王文生王文生 35 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 伽利略望远系统放大倍率 2 1 2 h h 则由图可见比例关系 2 1 1 2 hf hF 即 2 400Ff 3 一物体在一折射球面的球心处 其像在哪 放大倍率多少 若物在球面顶点 其 像又在何位置 放大倍率多少 答 设球面半径为 r 物方折射率 n 像方折射率 n 物距l 像距 l 则由近轴区物像 公式 nnnn llr 得 1 若物在球心处 lr nnnn lrr nn lr lr 即像位于距球面 r 远处 即与物在同一个位置 2 若物在球面顶点 0l 0 n l l 即像与物同在球面顶点 4 初级像差有几种 哪种像差不影响成像的清晰度 那些像差仅与通光口径有关 那些像差仅与视场有关 答 初级像差有七种 单色像差球差 彗差 像散 场曲和畸变 以及两种色差位置色差和倍率色差 其中只有畸变不影响成像清晰度 仅与通光孔径有关的像差 球差和位置色差 仅与视场有关的像差 畸变和倍率色差 5 近视眼应佩戴何种透镜加以矫正 为什么 其焦距如何确定 答 近视眼应佩戴负透镜加以校正 正常眼远点位于无限远 而近视眼的远点位于眼前有限距离 因此为使近视的人看清无限远点 须在近视眼前 放一负透镜 其焦距大小恰能使其后焦点与近视眼的远点重合 6 物方焦点和像方焦点是一对共轭点 物方主点与像方主点也是一对共轭点 请问这句话对吗 为什么 答 在理想光学系统中 物像对应关系成为共轭 物方主点和像方主点是物像关系 因此是一对共轭点 而物方焦点和像方焦点不是物像关系因此不能称为一对共轭点 7 若提高双目望远系统的分辨率 应采取何措施 若提高双目望远系统的体视效应 应采取何措施 答 要提高双目望远系统的分辨率 可以增大入瞳直径 要提高双目望远系统的体视效果 可以增大基线或增大体视锐度 8 在焦距为 f 的会聚透镜后 加一块平行平板后 n 1 5 d 10mm 透镜的焦距长度变化否 主平面位置变化否 如 变化 则写出其变化量大小 答 透镜的焦距长度不变 但加入平行平板后 经过该会聚透镜的焦点会有一个轴向位移 所以主平面位置会 发生变化 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 9 在焦距为 f 的会聚透镜前 加一块光楔 n 1 5 10 一无限远的轴上点的像在 加光楔前后 其像点变化否 若变化 需写出变化量 答 加入光楔后 该无限远轴上点仍成像在像方焦面上一点 与未放入光楔的区别在 于 放 入 后 两 像 点 有 间 一 垂 轴 偏 移 偏 移 量 为 10 1 10 47 3 sffnff 10 一同心弯月镜在空气中 其前后节点在那 其前后主点在那 答 同心弯月透镜位于空气中时 其前后节点是其共同的球心 主点与节点相同 11 What is aperture stop 答 限制轴上点或视场中央部分成像光束口径的光阑称为孔径光阑 12 What is nodal points What is principal plane 答 光学系统中角放大率等于 1 倍的一对共轭点称为节点 垂直于光轴并通过主点的平面叫主平面 主平面的垂轴放大倍率为 1 13 What is the function of an eyepiece 答 目镜的作用是 成正立放大的虚像 供人眼观察 14 What is Malus law 答 马吕斯定律是完善成像的条件 即 光线束在各向异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 15 How to increase the resolving power of microscope 答 提高显微镜分辨率的方法 增大波长 增大数值孔径 物方浸液 增大物方孔径角 得分 二 作图题 二 作图题 每小题 2 分 共 12 分 1 2 4 画出物象 3 画出主平面 系统在空气中 画出人眼在光轴出射方向观看时字母 P 的像 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 的 答案 P 答案 d 5 6 得分 四 计算题 四 计算题 共 38 分 1 A jeweler is examining a diamond 5 0mm in diameter with a loupe having a focal length of 25 4mm 1 Determine the maximum angular magnification of loupe 2 How big does the stone appear through the magnifier 3 What is the angular subtended by the diamand at the unaided eye when held at the near point 4 What angle does it subtend at the aided eye 5 分 答 1 8 9 4 25 250 2 mmy4958 9 3 15 1 250 5 tan 1 4 1 11 250 49 tan 1 2 When a lens is wholly immersed in water medium on both sides is water Equicovex lens of refractive index 1 5 and focal length 10cm in air How long is the focal length in water 5 分 答 cmf f cmRR RR 40 10 1 10 1 33 1 5 1 33 1 1012 2 1 1 1 15 1 10 1 3 远镜 其物镜口径为 40mm 焦距为 150mm 目镜口径为 10mm 焦距为 15mm 分划板口径为 10mm 位于物镜的后焦平面上 问 1 孔径光阑应选在何处 视场光阑在哪 2 视放大倍率多大 3 出瞳直径多大 出瞳距目镜后焦点多远 7 分 答 1 望远系统孔径光阑物镜框 视场光阑为分划 2 视放大倍率 150 10 15 o e f f 3 P P PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 40 4 10 D D D Dmm 4 由牛顿公式 150 15 15 1 5 xxff x xmm 4 人近视程度为 2D 屈光度 调节范围是 8D 试求 1 求其远点距离 2 求近点距离 3 应配戴多少度的近视眼镜 其焦距是多少 7 分 答 1 由题意知 1 2 0 5 r r l lm 2 由题意知 11 8 1 10 0 1 rp p p ll l lm 3 则应佩戴 200o的镜子 其焦距 0 5 r fl m 5 相物镜对天空中目标亮度 2 2000mcd成像 采用光圈数为 F 8 1 其视场中心部分像面的照度多大 设光学系统的透过率为 0 8 2 此时照相机的理论分辨率多大 7 分 答 1 当物体无限远时 视场中心像面照度为 2 2 2 1 4 11 0 82000 48 19 635 D EL f lx 2 按照瑞利准则 相机物镜的理论分辨率为 1 22 L D N f 取 0 555 m 1475 184 375 L D N f lp 6 微镜物镜的垂轴放大倍率 3 数值孔径1 0 NA 共轭距mmL180 物镜框是孔径光阑 目镜焦距mmf e 25 1 求显微镜的视觉放大倍率 2 求出瞳直径及出瞳距 4 当入射光波长mm550 时 显微镜的分辨率 4 求物 镜的通光口径 7 分 答 设物距为l 像距为 l 物镜焦距为 f 则有 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸 A 卷 180 3 ll ll 求得 135 45lmm lmm 再由高斯公式 1 11 llf 求得 33 75fmm 1 显微镜视觉放大倍率 250 330 e e f 2 出瞳直径 500 50