工程光学习题解答典型光学系统

1、工程光学习题解答第八章典型光学系统1 .一个人近视程度是 -2D (屈光度)，调节范围是8D ,求:(1) 远点距离；(2) 其近点距离；(3) 配戴100度近视镜，求该镜的焦距；(4) 戴上该近视镜后，求看清的远点距离；(5) 戴上该近视镜后，求看清的近点距离。1-解： R = = _2 (1/m)I r- lr =0.5m A =R - PA=8DR=2DP = R A = 28 = 10DIp=-0.1mP 10. . f - -1m=R D = 1DIr-1m A = R -PA = 8DR = -1D50mm,像距离眼(2)线视场；(3)P Jr -A = -9D.1 一lP = -

2、一 = - 0.11m92.一放大镜焦距 f '' = 25mm，通光孔径 D =18mm，眼睛距放大镜为睛在明视距离250mm，渐晕系数为k=50%，试求(1)视觉放大率; 物体的位置。已知：放大镜 f , = 25mmK =50%求： 2y l-_P - D解： r =1 - 一-fD 放=18mmP = 50mm P - l = 250mm250 . P25050一 1=1 -f f2525=10 1-2=9由 K = 50% 可得：tg 与= = =0.182P 2* 50tg tg 0.18= 0.02方法ytg节.y = Dtg =250* 0.02 = 5mmtg

3、« =0.18y = 250* tg - 45mml = -200mmfe = 250mmA l=-22.2mml2y =10mm您=9X 22.2y D =P -l=P -D =50 -250 - -200mm_J_=T11-200 l 一25l =-22.22mm3. 一显微镜物镜的垂轴放大率为P = 3x，数值孔径NA = 0.1，共扼距L=180mm,物镜框是孔径光阑，目镜焦距f： = 25mm。(1) 求显微镜的视觉放大率。(2) 求出射光瞳直径。(3) 求出射光瞳距离(镜目距)。(4) 斜入射照明时， 舄=0.55Hm ,求显微镜的分辨率。(5) 求物镜的通光孔径。(6)

4、 射物高2y=6mm，渐晕系数k = 50% ,求目镜的通光孔径。已知：显微物镜E = JXNA = 0.1 共轴距L=180mm物镜框为孔径光阑fe =25mm250250 x_ e = = 10f 25I eD 500 NA=500*0.130= 1.67mm孔l(-l) l'=180J-l - -45mml =135mmlz -(lfe ) - -160mm111lz z 一 fe111lz 25 160lz =29.62mm工程光学习题解答道威判断0.5NA0.5* 0.55m01= 2.75m 目镜的 席=虹=竺2=qi85lZ-160D =67 =9.02mm0.185 2

5、y =6mm! =2 =32yK =50% 时2y=18mm189tg = 二 = 0.362* fe 251.2 x求：f藁和通光孔径.广D目=2lZ*tg =2* 29.62*0.36=21.33mm5.有一生物显微镜，物镜数值孔径NA = 0.5，物体大小2y=0.4mm,照明灯丝面积1.2 mm2,灯丝到物面的距离 100m"用临界照明，求聚光镜焦距和通光孔径。已知 NA=0.52y=0.4灯丝面积1.2 x 1.2 mm2灯丝到物面的距离 100mm临界照明l = -75 mm > 日，l =25mmf 聚=18.75mm111工程光学习题解答NA =n sin u-

6、 sin u =0.5u =30D =2* l *tg30 =2*25*tg3028.86mm此题与书上第八题相似，只是所给的具体数据不同而已6.为看清4km处相隔150mm勺两个点(设1'=0.0003rad ),若用开普勒望远镜观察，贝U：(1) 求开普勒望远镜的工作放大倍率；(2) 若筒长L=100mm,求物镜和目镜的焦距；(3) 物镜框是孔径光阑，求出射光瞳距离；(4) 为满足工作放大率的要求，求物镜的通光孔径；(5) 若物方视场角2=8策象方视场角；(6)渐晕系数K=50%,求目镜的通光孔径。已知：l =-4000mc- = 150mm解： 中=150mm=3.75*10空(

7、rad)4* 1000* 1000mm有效放大率.60、0.00033.75* 10里工作放大率】=1624X|fo(-fe) =L =100mm2】=上=8feF lz =100fe =11.11求lzfo = 88.89mm fe =11.11mmfe111lz11.11 100lz =12.5mmlzlz2.3D =2.3*8 =18.4mm】= tg tg =8*tg4 =0.55942= 58.44 K =0.5D目=2*lz *tg成"=2* 12.5*0.5594 =13.985mm7,已知开普勒望远镜的视觉放大率= _6乂，视场角2=6:出瞳直径D' = 4mm；出瞳距lZ =13mm。设物镜为孔径光阑，计算:(1) 物镜的通光口径；(2) 视场光阑的口径；(3) 不渐晕时目镜的通光口径。D： = 4 = D =24mmtg Dl±匚fel