试卷A工程光学

1、厦门大学应用光学课程试卷物理与机电学院机电工程系二、三年级测控专业主考教师：张建寰 试卷类型：（A卷）一、 名词解释（每小题2分，共20分）1、 视见函数人眼对不同波长的光的视觉强度与对波长为555 nm光的视觉强度之比。2、 景深像面上可以得到清晰像的物空间的最近与最远点的距离。3、 场镜在系统光学特性不变的情况下，在物镜的像平面或与像平面很靠近的位置加入一个透镜，使成像光束在目镜上的投射高度降低，以使目镜组的口径减小，该透镜称作场镜。4、 棱镜展开把棱镜的主截面沿着它的反射面展开，取消棱镜的反射，以平行玻璃板的折射代替棱镜的折射，使研究大大简化，这种方法称作棱镜的展开。5、 渐晕

2、视场边缘的成像光束的小于轴上成像光束的现像，称为渐晕6、 视放大率同一目标用仪器观察时的视角和人眼直接观察时的视角的正切之比，表示仪器对目标的放大效果，称之为仪器的视放大率。7、 立体角任一形状的封闭锥面所包含的空间8、 球差球面光学系统使不同孔径光束的出射光束的聚交在轴上不同点，为表示对称光线在光轴方向上的离散程度，用不同孔径光线对理想像点的距离来表示，称之为球差。9、 相当空气层棱镜展开后的平行玻璃板的对物体成像，相当于穿过厚度为L/n的空气厚度后光线平线一段距离，光线在平行玻璃板上的投射高度与空气层的投射高度相同，以此来研究棱镜展开后的平行玻璃板成像，将厚度为L/n的空气称作平行玻璃板的

3、相当空气层。10、 主平面垂轴放大率为1的一对共轭面。二、 填空（每小题2分，共20分）1、（1） 光线从光密介质入射到光疏介质（2）入射角大于临界角。2、用垂轴放大率判断物、像虚实关系方法：当>0时 物像虚实相反 <0时 物像虚实相同 3、物、像位置相对于光学系统的 焦点 来确定的称为牛顿公式，相对于光学系统的 主点 来确定的称为高斯公式，如已知光学系统的物、像方的介质折射率分别为n及n，则理想光学系统中两焦距间的关系为 4、光学系统的垂轴放大率、轴向放大率及角放大率之间的关系为 5、一光学系统由焦距分别为：的两光组组成，两光组间光学间隔为，则组合系统的物、像方焦距分别为=，=

4、6、平面反射镜成像的垂轴放大率为 1 ，物像位置关系为 镜像 ，如果反射镜转过角，则反射光线方向改变 2 7、限制进入光学系统的成像光束口径的光阑称为 孔径光阑 ，限制成像范围的光阑称为 视场光阑 ，孔径光阑经前面光组在光学系统物空间所成像称为 入瞳 ，经后面光组在光学系统的像空间所成的像称为出瞳 8、目视光学系统设计时要满足二个基本要求： 扩大视角 ， 出射平行光 9、光学系统的光能损失主要有两种： 反射损失 ， 吸收损失 10、单色光轴外像点的性质不同的五种像差为： 球差 彗差 场曲 像散 畸变 ，色差有两种，即 轴向色差 垂轴色差 三、 原理阐述（20）1、 费马原理及数学描述（4分）光

5、从空间一点传输到另外一点，总是沿光程为极值的路径传播。2、 棱镜转动定理及符号表示（4分）物不动，当棱镜线空间某一轴P转动角时，像先绕P的像P转（-1）n-1角，再绕P转角。符号表示：A=（-1）n-1P+P3、 折射定律（4分）折射光线与入射光线位于同一平面内，4、 望远镜的工作原理及视放大率公式（8分）无限远处物成像在物镜的像方焦平面上，而物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合，则再经目镜出射的光线为平行光，即再经目镜成像于无限远处。四、 计算题（每小题15分，共30分）1、 6倍双目望远镜系统中，物镜焦距为108mm，物镜口径为30mm，目镜口径为20mm，如系统中没有视场光阑，问该望远

6、镜最大极限视场角等于多少？渐晕系数KD=0.5时的视场角等于多少。解：望远镜系统的视放大率公式：极限视场角是刚好进入系统一条光线所对应的视场角，如图所示。将代入上式，可得因此，最大视场角为5.665°CBDO2O1FOFeGEf=108当KD=0.5时，即经过物镜节点的一条光线刚好在目镜上的投射高度为目镜的边缘。由几何关系得：即此时的视场角为4.538°2、 如图所示的照明系统，在15m远的地方照明直径为2.5m的圆形屏，要求达到屏上达到的平均照度为50lx，聚光镜的焦距为150mm，通光直径为150mm，假定灯泡选用钨丝充气灯，其光视效能K=15 lm/w，求：（1） 灯泡的发光强度及灯泡通过聚光镜后在照明范围内的平均发光强度；（2） 灯泡的功率和位置。解：在均匀照明情况下，像面接受的总的光通量为：在照明空间的