工程光学 习题课 ppt课件.ppt

5 1 已知照相物镜焦距f 50mm 相对孔径D f 1 2 8 底片面积为24mm 36mm 求照相物镜的最大入瞳直径和最大视场角 解 由图可以判断 照相物镜的边框即为孔径光阑 也就是入瞳 底片面积为24mm 36mm 其对角线对入射光瞳的张角即为最大视场角 1 5 2 一个焦距为100mm的透镜与一个在其后方相隔20mm的光孔组成的系统对无限远物体成像 设透镜的口径为15mm 光孔的口径为10mm 1 分别计算系统的入瞳和出瞳的位置和大小 2 分别计算光线从左到右与从右到左入射时的系统相对孔径 解 1 求所有器件在物空间的共轭像 求光孔的物空间共轭像 将系统翻转180 经透镜成像 透镜的共轭像就是其本身 由无限远物体向所有物空间的器件像做边缘连线 此时为平行光束 可以判断 光孔的共轭像就是入瞳 位置在透镜后25mm处 大小为12 5mm 光孔为孔径光阑 由于其后没有透镜 故光孔也就是出瞳 2 5 2 一个焦距为100mm的透镜与一个在其后方相隔20mm的光孔组成的系统对无限远物体成像 设透镜的口径为15mm 光孔的口径为10mm 1 分别计算系统的入瞳和出瞳的位置和大小 2 分别计算光线从左到右与从右到左入射时的系统相对孔径 解 2 光线从左到右入射时 光孔的共轭像是入瞳 故有相对孔径 光线从右到左入射时 光孔是入瞳 故有相对孔径 3 5 3 焦距f 140mm的薄透镜 通光口径为40mm 在镜前50mm处有一直径为30mm的圆孔 问物体处于什么范围光孔为孔径光阑 处于什么范围透镜为孔径光阑 对于物体在无穷远时 系统无渐晕 K 1 及系统有一半渐晕 K 0 5 时的视场角各为多少 解 1 作经过透镜和圆孔边缘的光线 并延伸与光轴相交 物体在无穷远 系统有一半渐晕 对应光路如右图 有 可得 当物体处于无穷远至 200mm范围内 光孔是孔径光阑 当物体处于 200mm至0范围内 透镜是孔径光阑 2 物体在无穷远 系统无渐晕 对应光路如右图 有 4 5 4 有两个薄透镜组成的双光组组合系统 透镜1的焦距为f1 100mm 透镜2的焦距为f2 50mm 两透镜间距d 50mm 两透镜的通光口径均为20mm 物体距前透镜50mm 请分别用作图法和解析法求出光学系统的孔径光阑 入瞳和出瞳的位置与大小 解 1 作图法 确定孔径光阑和入瞳 透镜L1的共轭像就是其本身 作透镜L2的物空间共轭像 得到L2 从物点A作L1和L2 的边缘光线 比较入射孔径角 得知 L2 是入瞳 L2是孔径光阑 L2是系统的孔径光阑 且后无透镜 故L2就是系统的出瞳 5 5 4 有两个薄透镜组成的双光组组合系统 透镜1的焦距为f1 100mm 透镜2的焦距为f2 50mm 两透镜间距d 50mm 两透镜的通光口径均为20mm 物体距前透镜50mm 请分别用作图法和解析法求出光学系统的孔径光阑 入瞳和出瞳的位置与大小 解 2 解析法 L2是系统的孔径光阑 且后无透镜 故L2就是系统的出瞳 透镜L1的共轭像就是其本身 求透镜L2的物空间共轭像 将系统翻转180 经透镜成像 从物点A作L1和L2 的边缘光线 得知 L2 是入瞳 L2是孔径光阑 6 5 5 已知放大镜的焦距f 25mm 通光口径D1 25mm 人眼的瞳孔D2 2mm 位于放大镜后10mm处 物体位于放大镜前23mm处 求 1 该系统的孔径光阑 入瞳和出瞳 2 人眼通过放大镜所看到的最大物面范围 解 1 求系统的孔径光阑 入瞳和出瞳 求瞳孔的物空间共轭像 将系统翻转180 经透镜成像 放大镜的共轭像就是其本身 可以判断 瞳孔的共轭像就是入瞳 位置在透镜后16 67mm处 大小为3 334mm 瞳孔为孔径光阑 由于其后没有透镜 故瞳孔也就是出瞳 由物体向所有物空间的器件像做边缘连线 7 5 5 已知放大镜的焦距f 25mm 通光口径D1 25mm 人眼的瞳孔D2 2mm 位于放大镜后10mm处 物体位于放大镜前23mm处 求 1 该系统的孔径光阑 入瞳和出瞳 2 人眼通过放大镜所看到的最大物面范围 解 2 求人眼通过放大镜所看到的最大物面范围 连接入瞳的下边缘点和透镜的上边缘点 并延长至物面 视场角为 放大镜是视场