应用光学习题及答案

1、武汉理工大学考试试题纸（A 卷）课程名称应用光学专业班级050103题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十总分题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一、选择题（每题 1 分，共 5 分）1发生全反射现象的必要前提是：A)光线由光疏介质到光密介质传播B) 光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播D) 以上情况都可能产生2周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的：A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确3在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是：A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜4棱镜系统中

2、加入屋脊面，其作用是：A 改变光轴的方向B)改变主截面内像的方向C)改变垂轴于主截面方向上像的方向D)以上都正确5光学系统中场镜的作用是：A)改变成像光束的位置B)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确二、填空题（每题 2 分，共 10 分）1显微镜中的光学筒长指的是（）2光学系统中像方顶截距是（）3用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是（）4望远系统中物镜的相对孔径是（）5棱镜的转动定理是（）三、简答题（共 20 分）1什么叫孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？（4 分）2什么叫视场光阑？它和入窗和出窗的关系是什么？（4 分）3几何像差主要包括哪几种？（4 分）4. 什么叫远心光

3、路？其光路特点是什么？（4 分）四、分析作图题（共 25 分）1.已知正光组的 F 和 F，求轴上点 A 的像，要求用五种方法。（8 分）2.已知透镜的焦距公式为 f ' =nr1， l ' H = - f 'n -1d ， l H= - f 'n -1d ，érd ùnrnr( n - 1 ) ê n( 1-1) + ( n -1)ú12ër2r2 û分析双凹透镜的基点位置，并画出 FFL、BFL 和 EFL 的位置。（9 分）3.判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8 分）（a）（b）五、计算题

4、（共 35 分）1由已知 f1¢= 50mm ， f 2¢ = -150mm 的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大 4 倍的实像，并且第一透镜的放大率 b1 = -2´ ，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂铀放大率为多大?（15 分）2. 已知一光学系统由三个零件组成，透镜 1： f1¢= - f1 =100 ，口径 D1 = 40 ；透镜 2： f 2¢ = - f 2 =120 ，口径 D2 = 30 ，它和透镜 1 之间的距离为 d

5、1 = 20 ；光阑 3 口径为 20mm，它和透镜 2 之间的距离 d2 = 30 。物点 A 的位置 L1 = -200 ，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑？（20 分）武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：应用光学（A 卷）一、选择题（每题 2 分，共 10 分）1B；2A；3C；4C；5D二、填空题（每题 2 分，共 10 分）1物镜的像方焦点 F ¢ 到目镜物镜焦点 F 之间的距离物目2又叫后截距，用 lF¢ 表示，是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离3一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显著

6、差别4入瞳直径 D 和物镜焦距 f ¢ 之比 D f ¢物物5假设物空间不动，棱镜绕 P 转 ，则像空间先绕 P转 ( -1)n-1q ，后绕 P 转 三、简答题（每题 4 分，共 20 分）1限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳，空径光阑在系统像空间所成的像称为出瞳，入瞳和出瞳是物和像的对应关系。2限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗，在像空间所成的像称为出射窗。3主要有七种：球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。4物方远心光路和像方远心光路统称为远心光路。特点：物方远心光路中的入

7、射光束的主光线都和光轴平行，像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。5F 数指的是物镜的相对孔径的倒数 f ¢ D ，F 数又称为光圈。四、分析作图题（共 25 分）1如图：2可知：r1 < 0，r2 > 0，d 为任意值，把 f ¢ 的表达式代入 lH¢ 和 lH ，分析后可得： lH¢ < 0 ， lH > 0 ，其基点位置：3. (a)(b)五、计算题（共 35 分）1解：1）因为：b = b1 b 2；b = 4；b1 = -2；所以得：b22由牛顿公式：b1x1¢ f1¢所以：l1¢ =

8、 f1¢ + x1¢ = f1¢ - b1 f1¢= 50 - ( -2) ´ 50 =150 l1 = l1¢ b1 = 150 -2 = -75同理：l2¢ = (1 - b2 ) f2¢ = (1 - 2) ´ ( -150) =150 l2 = l2¢ b2 = 150 2 = 75可得：d = l1¢ - l2 = 752） L = -l1 + l2¢ + d = 75 + 150 + 75 = 3003）即保持共轭距 L1 不变第一透镜的共轭距： L1 = l1¢ - l1 = 150 + 75 = 225ìl = -75ìl*1 = -150又： 1-1= 1，可得：í1ï和 íl ¢l50îl1¢ = 150ï