东南大学仪科学院《工程光学》郁道银版(李坤宇授)12道简答题必背题干整理

1、.工程光学简答1、简述费马原理：费马原理用“光程”的概念描述光线传播，光在某种介质中的光程等于同一时间内光在真空中所走过的几何路程。光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。也就是说，光是沿着光程为极值（极大、极小或常量）的路径传播的。2、几何光学所采用的符号规则（1）沿轴线段（如L、L和r）：规定光线的传播方向自左向右为正方向，折射面顶点O到各交点和光线传播方向相同时取正，相反时取负。（2）垂轴线段：以光轴为基准，在光轴以上为正，在光轴以下为负。（3）、（4）、（5）均是顺时针为正，逆时针为负。（3）光线与光轴的夹角（如U、U）：由光轴以锐角方向转向光线。（4）光线与

2、法线的夹角（如I、I和I）：由光线以锐角方向转向法线。（5）光轴与法线的夹角（如）：由光轴以锐角方向转向法线。（6）相邻两折射面间隔（用d表示）：由前一面的顶点到后一面的顶点，顺光线方向为正，逆光线方向为负。助记：基准级别：法线>光线>光轴，锐角方向，顺时针为正，逆时针为负。3、简述视场光阑定义与作用实际光学系统中，能清晰成像的物面范围称为光学系统的物方视场，相应的像面范围称为像方视场。限定清晰成像范围的方法通常是在物面上或在像面上安放一个中间开孔的光阑。光阑孔的大小限定了物面或像面的大小，即限定了光学系统的成像范围。这个限定成像范围的光阑称为视场光阑。4、简述光通过光学系统时的能

3、量损失（1）光在两透明介质界面上的反射损失：光照射到界面上时，大部分光折射到另一介质中，也有一小部分光反射回原介质，反射光没通过界面，因而形成光能损失；（2）介质吸收造成的光能损失：光在介质中传播，由于介质对光的吸收使一部分光不能通过系统，从而形成光能损失；（3）反射面的光能损失：反射元件对光的透射和吸收，是反射面反射比小于1。5、简述在光学系统中多采用胶合透镜校正像差的原理利用正负透镜组成的胶合透镜，可以校正球差和校正色差；单正透镜产生负球差，单负透镜产生正球差，二者组合可校正球差；单正透镜具有负色差，单负透镜具有正色差，单透镜不能校正色差，二者组合可校正球差。6、简述目视光学仪器的基本工作

4、原理人眼感觉的物体大小，取决于其像在视网膜上的大小和物体对人眼的张角。被观察的物体必须位于眼睛的近点之外才能被眼睛看清，而且被观察物体细节对眼睛节点的张角大于眼睛分辨率60时，眼睛才能分辨。为了扩大人眼的视觉能力，物体通过目视光学仪器后，其像对人眼的张角大于人眼直接观察物体时对人眼的张角。7、目视光学仪器的视觉放大率视觉放大率用仪器观察物体是视网膜上的像高y'i，和用人眼直接观察物体时视网膜上的像高y'e之比，用表示：=y'iy'e=tanw'tanw。w为用仪器观察物体时像对人眼的张角，w为人眼直接观察物体时的张角。8、简述显微镜系统柯勒照明原理和光阑

5、结构特征光源的灯丝经过柯勒镜形成第一次灯丝像，经过成像物镜后形成第二次像，在被照物体平面处没有灯丝像的形成，照明变得均匀，不影响观察。柯勒镜的视场光阑是成像物镜的孔径光阑，柯勒镜的孔径光阑是成像物镜的视场光阑，是“窗对瞳、瞳对窗”的光管。9、简述开普勒望远系统和伽利略望远系统的光路结构特点开普勒望远镜由两个正光焦度的物镜和目镜组成，因此望远系统成倒像。需加入一个透镜或棱镜转像系统，使系统形成的倒像变为正立的像。伽利略望远镜由正光焦度的物镜和负光焦度的目镜组成，视觉放大率大于1，形成正立的像，不需加转像系统。10、惠更斯-菲涅尔原理波面上每一点都可以看作发出球面子波的次级扰动中心，在后一个时刻这些子波的包络面就是新的波前。波前的法线方向就是光波的传播方向。波前外任一点的光振动时波前上所有子波在该点相干叠加的结果。11、爱因斯坦的光子学说光在发射与吸收过程中具有粒子的性质。发射或吸收的能量都是光子能量的整数倍。光子能量=h，v是辐射频率；h是普朗克常数。光是一束由能力为hv的光子组成的粒子流。爱因斯坦光电效应方程：h=12mv2+A。电子将吸收的光子能量的一部分用来克服金属表面的吸力，余下的变为电子离开金属表面的动能。12、光的波粒二象性波动性和粒子