工程光学习题解答--第二章-理想光学系统

工程光学习题解答 第二章第二章 理想光学系统理想光学系统 1 针对位于空气中的正透镜组及负透镜组 试用作图法分别对以下物距 0 f 0 f 求像平面的位置 2 0 2 2 fffff 解 1 0 f la 22fflb fflc F F H H A B F A B F A B A B F 工程光学习题解答 2 2 ffld 0 le 2 2 fflf fflg 22 fflh A B F B A F A B A B FF A BFB A F A B F B A F A B F 工程光学习题解答 li 2 0 f la flb2 flc 2 fld F F FF A B FB A F A B FB A F A B F B A 工程光学习题解答 0 le 2 flf flg flh2 li A B FB A F A B F B A F F F A BF B A F 工程光学习题解答 2 已知照相物镜的焦距 f 75mm 被摄景物位于 以 F 点为坐标原点 x 处 试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的 2 4 6 8 10 mmmmm 地方 解 1 x xx ff 得到 x 0 2 x 0 5625 3 x 0 703 4 x 0 937 5 x 1 4 6 x 2 81 3 设一系统位于空气中 垂轴放大率 由物面到像面的距离 共轭距离 为 10 7200mm 物镜两焦点间距离为 1140mm 求该物镜焦距 并绘出基点位置图 解 系统位于空气中 ff 10 l l y y 由已知条件 1140 xff 7200 xll 解得 mmf600 mmx60 4 已知一个透镜把物体放大投影到屏幕上 当透镜向物体移近 18mm 时 物体将被放 3 大 试求透镜的焦距 并用图解法校核之 4 解 方法一 FF HH l l ff x 工程光学习题解答 3 1 1 1 l l 1833 21 1 lll 4 2 2 2 l l 2 2 4ll 18 21 ll 18 21 ll 1 1 1 1 1 fll 1 1 1 2 2 fll 将 代入 中得 mml270 2 mml1080 2 mmf216 方法二 3 1 1 x f 4 2 2 x f mmf216 18 12 xx 方法三 12 4 3 21 n n x x 2161812 x f x 143 2 1 21 f x f xx mmxf216 5 一个薄透镜对某一物体成实像 放大率为 今以另一个薄透镜紧贴在第一个透镜上 1 则见像向透镜方向移动 放大率为原先的 3 4 倍 求两块透镜的焦距为多少 解 2 21 1 1 1 1 1llll 工程光学习题解答 6 有一正薄透镜对某一物成倒立的实像 像高为物高的一半 今将物面向物体移近 100mm 则所得像与物同大小 求该正透镜组的焦距 解 由已知得 2 1 1 1 1 l l 1 2 2 2 l l 100 21 ll 由高斯公式 2 2 1 1 1111 llll 解得 mm l f100 2 2 7 希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜 焦距 由物镜顶点到像面的mmf1200 距离 L 由系统最后一面到像平面的距离 工作距 为 按最简单mm700 结构的薄透镜系统考虑 求系统结构 并画出光路图 解 l1l 1 100mm l2 l 2 工程光学习题解答 8 一短焦距物镜 已知其焦距为 筒长 L 工作距 按最简单mm35mm65mmlk50 结构的薄透镜系统考虑 求系统结构 解 9 已知一透镜 求其焦距 光焦度 基点位置 5 1 50 300 200 21 nmmdmmrmmr 解 已知5 1 50 300 200 21 nmmdmmrmmr 求 基点位置 f 1 21 2 21 69 0 1 1 1 md n n nf mmf1440 mmd n n flF1560 1 1 1 mmd n n flF1360 1 1 2 工程光学习题解答 mmd n n flH120 1 1 mmd n n flH80 1 2 10 一薄透镜组焦距为 和另一焦距为的薄透镜组合 其组合焦距仍为mm100mm50 问两薄透镜的相对位置 并求基点位置 以图解法校核之 mm100 解 11 长 折射率为 1 5 的玻璃棒 在其两端磨成曲率半径为的凸球面 试求mm60mm10 其焦距及基点位置 解 12 一束平行光垂直入射到平凸透镜上 会聚于透镜后处 如在此透镜凸面上镀mm480 银 则平行光会聚于透镜前处 求透镜折射率和凸面曲率半径 mm80 解 工程光学习题解答 工程光学习题解答 13 一块厚透镜 试求该透镜焦距和基点位置 30 320 120 6 1 21 mmdmmrmmrn 如果物距时 问像在何处 如果平行光入射时 使透镜绕一和光轴垂直的轴ml5 1 转动 而要求像点位置不变 问该轴应装在何处 解 mm dnrrnn rnr f27 149 1 1 12 21 mmd n n flF28 135 1 1 1 mmd n n flF02 144 1 1 2 mmd n n flH99 13 1 1 mmd n n flH25 5 1 2 mmlll H 25 500525 5 5000 1 111 fll mml86 153 mmlll H 89 13999 1386 153 2 绕过像方节点位置轴旋转 点处 H 14 思考题 1 同一物体经针孔或平面镜所成的像有何不同 答 由反射定律可知 平面镜的物和像是关于镜面对称的 坐标由右旋坐标 系变为像的左旋坐标系 因此像和物左右互易上下并不颠倒 即物体经平面镜生 成等大 正立的虚像 物体经针孔成像时 物点和像点之间相对于针孔对称 右旋坐标系惊针孔所 成的像仍为右旋坐标系 因此像和物上下左右都是互易的 而且像的大小与针孔 HH A A l1 lH l Hl 2 l l 工程光学习题解答 到接收屏的距离有关 即物体经针孔生成倒立的实像 2 一束在空气中波长为589 3nm 的钠黄光 从空气进入水中时 它的波长将变 为多少 在水中观察这束光时 其颜色会改变吗 3 凹透镜可否单独用作放大镜 答 因凹透镜对实物只能生成缩小的虚像 当人眼通