工程光學(xué)習(xí)題答案第七章_典型光學(xué)系統(tǒng)___郁道銀

1、第七章典型光學(xué)系統(tǒng)1一個(gè)人近視程度是 -2D （屈光度），調(diào)節(jié)范圍是8D，求:（1）遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（2）其近點(diǎn)距離；（3）配戴100度近視鏡，求該鏡的焦距；（4）戴上該近視鏡后，求看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（5）戴上該近視鏡后，求看清的近點(diǎn)距離。1解： R2（1/m）lrlr = -0.5m A =R - PA =8DR- -2DP = R A = -2 -8 二-10D1 1l p0.1mp P 101 D =二 f - -1m r Jr D - -1DIr 1m A 二 R -PA =8DR 二-1DP JR - A = -9D11 p0.11m950 mm，像距離眼（2）線視場；（3）2 一放大鏡焦距

2、 f25mm，通光孔徑 D =18mm，眼睛距放大鏡為睛在明視距離250mm，漸暈系數(shù)為k = 50%，試求（1）視覺放大率;15物體的位置。eye已知：放大鏡 f = 25mmD 放=18mmP = 50mmP _丨=250mmK =50%求：r 2y I 解:2525=10 12=9由K =50%可得:tg D放2P二 18 =0.182* 50tg rtg -0.18 tg 盲 “02tg =/. y = Dtg = 250* 0.02 = 5mm2y = 10mm方法tg,” =0.18y 二 250* tg - 45mmI = -200 mmfe=250mm:. I = -22.2m

3、mJ = 200I 22.2-9X2y =10mm D =P -1I 二P D =50 250 一200mm-200 I251 1 _ 1 I 一| 一 fI = 22.22 mm3顯微鏡物鏡的垂軸放大率為一：二-3x，數(shù)值孔徑NA =0.1，共扼距L = 180mm，物鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距f； = 25mm。(1) 求顯微鏡的視覺放大率。(2) 求出射光瞳直徑。(3) 求出射光瞳距離(鏡目距)。(4) 斜入射照明時(shí)，=0.55m，求顯微鏡的分辨率。(5) 求物鏡的通光孔徑。(6) 射物高2y =6mm，漸暈系數(shù)k =50%，求目鏡的通光孔徑。已知:顯微物鏡二-3XNA =0.1 共軛距L

4、 = 180mm物鏡框?yàn)榭讖焦怅@fe =25mm十廿10X500NA500* 0.11.67mm30由物鏡成象關(guān)系l(-1) T =180l = -45mmJ，=135mmlz _ -(l fe ) _ -160mm1 1 1lZ 25160lZ =29.62mm道威判斷05NA竺嗎m =2.7550.1目鏡的lz2962-0.185-160 2y =6mmd0.185= 9.02mm2y =18mmK =50% 時(shí)+，189036tg0.362* f；250目=2lZ *tg .=2* 29.62* 0.36=21.33mm4 欲分辨0.000725mm的微小物體，使用波長 = 0.0005

5、5mm，斜入射照明，問:(1)顯微鏡的視覺放大率最小應(yīng)多大？(2)數(shù)值孔徑應(yīng)取多少適合？視場光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明的大小= CL4NA = zr san K = 0.5 sin ii 0.5 =Di 2san & = tan a =-HOD=0.5Zf= Z)/2 = = ?= 25滬r5.有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑NA =0.5，物體大小2y=0.4mm，照明燈絲面積 1.2 x21.2 mm ,燈絲到物面的距離 100mm采用臨界照明，求聚光鏡焦距和通光孔徑。已知 NA =0.52y=0.4 燈絲面積 1.2 x 1.2 mm2燈絲到物面的距離 100mm臨界照明聚物解:

6、(-1) I =100求：f聚和通光孔徑f 聚=18.75mmu =30I = -75 mm = ”,J =25mm111=IIflNA= nsinusinu = 0.5D =2*1 *tg30 =2*25*tg30 -28.86mm6為看清4km處相隔150mm勺兩個(gè)點(diǎn)（設(shè) 1 = 0.0003rad ）,若用開普勒望遠(yuǎn)鏡觀察，則:1）求開普勒望遠(yuǎn)鏡的工作放大倍率；（2）若筒長L =100 mm，求物鏡和目鏡的焦距；（3）物鏡框是孔徑光闌，求出射光瞳距離；（4）為滿足工作放大率的要求，求物鏡的通光孔徑；（5）視度調(diào)節(jié)在_5D （屈光度），求目鏡的移動量；（6）若物方視場角2y =8求象方視場

7、角；（7）漸暈系數(shù)K =50%，求目鏡的通光孔徑。已知：I - _4000 m； - -150mm解:150mm3.75*10 “( rad)4* 1000* 1000mm有效放大率r=600.00033.75*10=8工作放大率=1624X(f e)二 L =100mmf；Ia j fo = 88.89mmfe =11.11mm1111 11FIzIz_ feIz 11.11100:DD = 2.3* 8 =18.4mm2.3對于R=5DIR =200mm Iz - -100fe =11.11求IzIz =12.5mm1=2.5 200 - ：1 =212.5-：1代入公式1 1 1廠整理得

8、：冷2 -201.39冷 123.4 =0.計(jì)=0.62mm對于 R = -5DI r = -200mm|/ 二 -(200 -12.5) = -18.75tg 1 1 1iff | e111 1 1 廠一石 二 一 18.75 11.11I - -10.488mm：2 =11.11 -10.488 = 0.62mmtg . =8 * tg 4 =0.55942- 58.44 K =0.5F。目=2* IZ *tg,” =2* 12.5*0.5594 =13.985mm7. 一開普勒望遠(yuǎn)鏡，五經(jīng)焦距f0 = 200mm,目鏡的焦距為fe=25mm,物方視場角2 . =8 ,漸暈系數(shù)K =50%

9、 ,為了使目鏡通光孔徑 D = 23.7mm ,在物鏡后焦平面上放一場鏡 ，試：(1) 求場鏡焦距；(2) 若該場鏡是平面在前的平凸薄透鏡，折射率n =1.5,求其球面的曲率半徑。hZo *tg4 = 200* tg4 =13.98mmhz0.5* D目l =164.1mm孔闌 物Au .JrfF1 (F2)i一fef 場 164.1200-lJ f場=9.14mm1 0.01190.14ri =0.011n n n - n=丨 丨 r代入求得：其中丨=gn = 1.5丨=90.14n =111.511.590.14： rr = /5mm9. 一個(gè)照明器由燈泡和聚光鏡組成,已知聚光鏡焦距 =

10、400mm，通光孔徑D二200mm，要求照明距離為5m遠(yuǎn)直徑為3m的圓，試問燈泡應(yīng)安裝在什么位置。已知:求丨解:-丨 -丨丨二-357.14mm10015001 1 11 1 1丨一丨一-357.14 丨 400丨-188.679mm、一V-14.開普勒望遠(yuǎn)鏡的筒長 255mm= -8 ， 2=6 ， D = 5mm，無漸暈，(1 )求物鏡和目鏡的焦距；(2) 目鏡的通光孔徑和出瞳距；(3) 在物鏡焦面處放一場鏡，其焦距為f = 75mm，求新的出瞳距和目鏡的通光孔徑;(4) 目鏡的視度調(diào)節(jié)在 _4D (屈光度)，求目鏡的移動量。8解得嚴(yán)=200mmf=25mmD D物=-D =8 5 = 4

11、0mm。目=2 (225tg) = 28.6mm2hi = f物 *tg =200 tg3 = 10.48mm20由三角形相似得：* x y 匚x + y = 200有大三角形相似得：D目20 _ 2x y f目。目=28.58mmP - -225f目二 25mmP齊fA = 131.23mm y = 68.77mmD目202131.23 一 68.77 25P = 28.125mmI a - y -68.77丄丄丄 匚-匸I場1 1 1 I =Ia 68.7775tg虹 _ 10.48 Ia - 827.889-0.0126587D目=2 (-Ia f目)tg =2 (827.889 25) 0.0126587 = 21.59mm物鏡經(jīng)場鏡成像經(jīng)目鏡成像1 1 1丄丄二丄l 120mml；2007512 = 54.145-25 = 95mmlz 95125P = l2 = 19.79mm x 一竺-