工程光學(xué)英文題加中文題含答案

1、rectilinear propagation, we get, x=100 (m)So the building is 100m tall.2.Light from a water medium with n=1.33 is incident upon a water-glass interface at an angle of 45o. The glass index is 1.50. What angle does the light make with the normal in the glass?Solution Accordingto the law ofEnglish Home

2、work for Chapter 11.In ancient times the rectilinear propagation of light was used to measure the height of objects by comparing the length of their shadows with the length of the shadow of an object of known length. A staff 2m long when held erect casts a shadow 3.4m long, while a building shadow i

3、s 170m long. How tall is the building?Solution. According to the law of x 2 1703.4refraction, We get,''n sin I = n sin Isin I1.33 sin 451.5= 0.626968I '=38 .8So the light make normal in the glass.the3. A goldfish swims 10cm from the side of a spherical bowl of water of radius 20cm. Where

4、 does the fish appear to be? Does it appear larger or smaller?SolutionAccording to the equation.n n nn,l A l r and n =1 , n=1.33, r=-20we can get1 n n''-n 1 .33 , 0.33一 =一 = =-0.1165llr-10-20.l - -8.5836 (cm)I 口 n l 1-8.5836 乂1 .33v P =1.1416 >1nl110So the fish appears larger.Ri=20cmR2=-2

5、0cmA4.An object is located 2cm to the left of convex end of a glass rod which has a radius of curvature of 1cm. The index of refraction of the glass is n=1.5. Find the image distance.Solution. Refer to the figure. According to the equationn n n ' n,l l r and n=1, n=1.5, l=-2cm,ri=1cm , we get1 .

6、51 .5 _11=+l1-2=0r=1cm11 -:-112 =d _1- 一二12 = 2 cm11=2cmEng1ish Homework for Chapter 2:121.An object 1cm high is 30cm in front of a thin lens with a focal length of 10cm. Where is the image? Verify your answer by graphical construction of the image.Solution. According to the Gauss' s equation ,y

7、=1 11:-l = 一 一, 一 ，1 f and 1=-30cm f =10 cm. i-1=30cm Iwe getfl 10 (-30)1 = = =15 (cm)f 110 ( -30)Others are omitted.'fs0cequation,2. A lens is known to have a focal length of 30cm in air. An object is placed 50cm to the left of the lens. Locate the image and characterize it.Solution. According

8、to Gaussl f andf = 30cm l=-50cm-l=50cmf l 30( -50)we getl = = =75 (cm)f - l 30 ( -50)l75-=-=-1.5l-50The image is a real, larger one.3. The object is transparent cube, 4mm across, placed 60cm in front of 20cm focal length. Calculate the transverse and axial magnification and describe what the image l

9、ooks like?Solution. From Gauss ' equation, we find for the rear surface of the cube (the face closer to the lens)l1=4=(60)(20) = 30(cm)that,】f ( 60) 20For the front surface (the face fartheraway from the lens),12(-60 .4) 20一 -60.420=29.9(cm)The transverse magnification for the-30Mt- -0.5rear sur

10、face is-6。But the axialmagnification is=0.25： '30 -29 .9.J60 _(_60.4)Since MMa,the cube doesn ' t look like a cube.4. A biconvex lens is made out of glass of n=1.52. If one surface has twice the radius of curvature of the other, and if the focal length is 5cm, what are the two radii?Solution

11、. Supposing r= -2“ ( p 2=-2 p1) , according to the lens equation=(n1)( 1 2) we get,言=0.1282 i：2 一 -0.25641-=(1.52 -1)( :1 .七)5r1. r=7.8(cm) ”=-3.9(cm)返回English Homework for Chapter 41. A stopmm in diameter is placedhalfway between an extended object and a large-diameter lens of 9cm focal length. The

12、 lens projects an image of the object onto a screen 14cm away. What is the diameter of the exit pupil?Lens-llSolution. Refer to the figure. First, from the known focal length and the image distance,we find the object distance.111, ) - _l l f and l =14 f=9l=-25.2(cm)The stop is one-half that distance

13、 is front of the lens, sds=12.6(cm). ls=31.5(cm).:D ex I s 31 .5D stop l s 25 .2 9 Dex =2.5 乂0.8 =2(cm )2. Two lenses, a lens of 12.5cm focal length and a minus lens of unknown power, are mounted coaxially and 8 cm apart. The system is a focal, that is light entering the system parallel at one side

14、emerges parallel at the other. If a stop 15mm in diameter is placed halfway between the lenses:1) Where is the entrance pupil?2) Where is the exit pupil?3) What are their diameters?Stopf =12.5cmI -Fi (F2)Solution. Refer to the figure. For the system to be a focal, the focal points of the two lenses

15、must ，C'L，coincide. Since f1 =12.5cm, and the two lenses are 8cm apart, so f2 =-4.5cm. The entrance pupil is the image of stop formed by the first lens.According to Gauss ' s equation1, andl1 =4cm, f1 =12.5cm. We get f"12.5 411 = = = 5.88 (cm)f/-l；8.5Dstop 155.88D entrance = = = 22 .05

16、( mm )14The exit pupil ' s18=一2 .12(cm)8.5location isf22(45) I)l2 .一l2 - f2(45) I)2.12Dexit = - 2 'Dstop =15 =7.95(mm)4返叵English Homework for Chapter 71. A person wants to look at the image of his or her own eyes, without accommodation, using a concave mirror of 60cm radius of curvature. How

17、 far must the mirror be from the eye if the person has1) Normal vision?2) 4diopter myopia, without correction?3) 4diopter hyperopia, without correction?Solution.1) When the person has normal vision, according to the following scheme 1, we get=l = =30 cm- /so, 2 分2) According to the followingbhemG 2,

18、Ll'=曲Scheme 1I 12II =anch1-25(cm)r = 60 cml2 _85l 3025 =085 _ . 852 -4 30 251 =285 _65211 =75(cm)1 '1 =50 (cm )or12 =10(cm)1'2 = -15 (cm )So the mirror must be 75cm or 10cmfrom the eye.3) According to the fo11owing scheme 3,112L - + 一 =一 ,，一，、 一一 11 r1' = 1 25( cm) r = 60 cm2-1 一351

19、-3025 =035 二 35 2 4 30251 =235 土 652Scheme 32511 = 50 (cm)1 '1 =75(cm )orf12 = 15 (cm)1 '2 =10(cm)(Since the object is1.4m-lrl ' = lr = _25cmrea1, so we can give up this answer)So the mirror must be 50cm from the eye.2. Discussion: What differences between the following situations:1) a m

20、icroscope is used for projection;2) the microscope is used for visual observation.返回工程光學(xué)（上）期末考試試卷.問答題：（共12分，每題3分）1. 攝影物鏡的三個重要參數(shù)是什么？它們分別決定系統(tǒng)的什么性質(zhì)？2. 為了保證測量精度，測量儀器一般 采用什么光路？為什么？3. 顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、照相物鏡各 應(yīng)校正什么像差？為什么？4. 評價像質(zhì)的方法主要有哪幾種？各 有什么優(yōu)缺點？圖解法求像或判斷成像方向：（共分，每題3分）1 .求像A'B'2 .求像A'B'3. 求物AB經(jīng)理想光學(xué)

21、系統(tǒng)后所成的 像，并注明系統(tǒng)像方的基點位置和焦 距4. 判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像方向5. 求入瞳及對無窮遠(yuǎn)成像時 50%f暈 的視場6. 判斷棱鏡的成像方向題A3圖1£/.填空：（共10分，每題2分）1. 照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)之間的銜接關(guān)系為：T2. 轉(zhuǎn)像系統(tǒng)分和 大類，其 作 用 是：3. 一學(xué)生帶500度近視鏡，則該近視 鏡的焦距為, 該學(xué)生裸眼所能看清的最遠(yuǎn)距離為4. 光通過光學(xué)系統(tǒng)時能量的損失主要有：, 和5. 激光束聚焦要求用焦距較的透鏡，準(zhǔn)直要用焦距較 的透鏡。四.計算題：（共60分）1 .一透鏡焦距f'=30mm ,如在其前邊放置 一個=”' 的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求

22、組合后 系統(tǒng)的像方基點位置和焦距，并畫出 光路圖。（10分）2 .已知ri=20mm , r2=*m的雙凸透鏡，置于 空氣中。物A位于第一球面前Em處, 第二面鍍反射膜。該物鏡所成實像B 位于第一球面前mm ,如圖所示。若按 薄透鏡處理，求該透鏡的折射率 n。（20 分）3. 已知物鏡焦距為500 mm，相對孔徑, 對無窮遠(yuǎn)物體成像時，由物鏡第一面 到像平面的距離為smm ,物鏡最后一 面到像平面的距離為300 mm。（1）按薄透鏡處理，求物鏡的結(jié)構(gòu) 參數(shù)；（8分）（2）若用該物鏡構(gòu)成開普勒望遠(yuǎn)鏡， 出瞳大小為河，求望遠(yuǎn)鏡的視覺放 大率；（4分）（3）求目鏡的焦距、放大率；（4 分）（4）如果

23、物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（6分）（5）望遠(yuǎn)鏡的分辨率；（2分）（6）如果視度調(diào)節(jié)為折光度，目鏡應(yīng)能移動的距離。（2分）（7）畫出光路圖。（4分）.幾何光學(xué)試卷 .幾何光學(xué)答案 .物理光學(xué)試卷 物理光學(xué)答案工程光學(xué)（上）期末考試參考答案一.簡答題：（共12分，每題3分）1. 攝影物鏡的三個重要參數(shù)是什么？它 們分別決定系統(tǒng)的什么性質(zhì)？答：攝影物鏡的三個重要參數(shù)是：焦距/、 相對孔徑。"和視場角m。焦距影響成像 的大小，相對孔徑影響像面的照度和分 辨率，視場角影響成像的范圍。2. 為了保證測量精度，測量儀器一般采 用什么光路？為什么？答：為了保證測量精度，測量儀器一般 采用物方

24、遠(yuǎn)心光路。由于采用物方遠(yuǎn)心 光路時，孔徑光闌與物鏡的像方焦平面 重合，無論物體處于物方什么位置，它 們的主光線是重合的，即軸外點成像光 束的中心是相同的。這樣，雖然調(diào)焦不 準(zhǔn)，也不會產(chǎn)生測量誤差。3. 顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、照相物鏡各應(yīng) 校正什么像差？為什么？答：顯微物鏡和望遠(yuǎn)物鏡應(yīng)校正與孔徑 有關(guān)的像差，如：球差、正弦差等。照 相物鏡則應(yīng)校正與孔徑和視場有關(guān)的所 有像差。因為顯微和望遠(yuǎn)系統(tǒng)是大孔徑、小視場系統(tǒng)，而照相系統(tǒng)則是一個大孔 徑、大視場系統(tǒng)。4. 評價像質(zhì)的方法主要有哪幾種？各有 什么優(yōu)缺點？答：評價像質(zhì)的方法主要有瑞利(Reyleigh)判斷法、中心點亮度法、 分辨率法、點列圖法和光

25、學(xué)傳遞函數(shù)(OTF法等5種。瑞利判斷便于實際應(yīng) 用，但它有不夠嚴(yán)密之處，只適用于小 像差光學(xué)系統(tǒng)；中心點亮度法概念明確, 但計算復(fù)雜，它也只適用于小像差光學(xué) 系統(tǒng)；分辨率法十分便于使用，但由于 受到照明條件、觀察者等各種因素的影 響，結(jié)果不夠客觀，而且它只適用于大 像差系統(tǒng)；點列圖法需要進(jìn)行大量的光 線光路計算；光學(xué)傳遞函數(shù)法是最客觀、 最全面的像質(zhì)評價方法，既反映了衍射 對系統(tǒng)的影響也反映了像差對系統(tǒng)的影 響，既適用于大像差光學(xué)系統(tǒng)的評價也 適用于小像差光學(xué)系統(tǒng)的評價。圖解法求像或判斷成像方向：（共分，每題3分）1.求像A'B'（圖中C為球面反射鏡的曲 率中心）2 .求像A&

26、#39;B'3 .求物AB經(jīng)理想光學(xué)系統(tǒng)后所成的像， 并注明系統(tǒng)像方的基點位置和焦距4. 判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像方向5. 求入瞳及對無窮遠(yuǎn)成像時50%f暈的 視場6. 判斷棱鏡的成像方向.填空：（共10分，每題2分）1. 照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)之間的銜接關(guān)系 為： 照明系統(tǒng)的拉赫不變量要大于成像 系統(tǒng)的拉赫不變量 保證兩個系統(tǒng)的光瞳銜接和成像關(guān) 系2. 轉(zhuǎn)像系統(tǒng)分棱鏡式和透鏡式兩大類，其作用是：使物鏡所成的倒像轉(zhuǎn)變?yōu)檎?像。3. 一學(xué)生帶500度近視鏡，則該近視鏡的焦距為-0.2米,該學(xué)生裸眼所能看清的最遠(yuǎn)距離為 眼前0.2米。4. 光通過光學(xué)系統(tǒng)時能量的損失主要有：一兩透明介質(zhì)面上的反射損失

27、,介質(zhì)吸收的損失一和反射面的光能損失。5. 激光束聚焦要求用焦距較 短 的 透鏡，準(zhǔn)直要用焦距較 長 的透 四.計算題：（共60分）1 .一透鏡焦距/-頑”，如在其前邊放置一 個的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的 像方基點位置和焦距，并畫出光路圖。（10 分）- 廠 _-r_ .解：_無-礦石二求得：jO 佃？n)答:組合后的焦距是-180mm基點位置如圖所示 其光路圖如下所示:2. 已知/-項曲的雙凸透鏡，置于空氣中。 物A位于第一球面前e：處，第二面鍍反 射膜。該物鏡所成實像B位于第一球面 前暢，如圖所示。若按薄透鏡處理，求 該透鏡的折射率n。（20分）設(shè)：透鏡的折射率為n物點A經(jīng)氣折射成像在

28、A'處，將. >w n g 已知條件5岫代入公式亍一廠丁得M I _ M-177 - -50 2C-一A經(jīng)與反射后，成像于B'點。故， .、I 1 2將代入反射面公式TF,1 1 1X1 十=得：-B' 點再經(jīng)折射成像在B點。根 據(jù)光路的可逆性，將B視為物，B'點視 為像，有TEE,代入折射公式，得：H 5 如由式解得：” =答：透鏡的折射率為1.6。3. 已知物鏡焦距為測毗，相對孔徑折， 對無窮遠(yuǎn)物體成像時，由物鏡第一面到 像平面的距離為傾s,物鏡最后一面到像 平面的距離為3眄* °(1) 按薄透鏡處理，求物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù);(8分)(2) 若用該

29、物鏡構(gòu)成開普勒望遠(yuǎn)鏡，出 瞳大小為2響，求望遠(yuǎn)鏡的視覺放大率；(4分)(3) 求目鏡的焦距、放大率；(4分)(4) 如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求 出瞳距；(6分)(5) 望遠(yuǎn)鏡的分辨率；(2分)(6) 如果視度調(diào)節(jié)為折光度，目鏡應(yīng)能 移動的距離。(2分)(7) 畫出光路圖。(4分)解：根據(jù)題意，畫出物鏡的結(jié)構(gòu)圖如下：將5岫和4=1如代入公式砰fi_紙占一就飩=為_刷寄|)得:將dm/代入牛頓公式得:D _ 1因訶，貝U：D = 5Q。= 50m)小、-r = -=-25(3)(4)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示:將Sim用和施代入公式廣廠亍,得：h，-66 67mm將 >-伽67 + 3踮

30、-涮.67灑 和擰2瑚 代入公式 廣廠時得出瞳距：5函14T 14T以(5) L "g心苦捉土*5(6) -1- -1-(7) 望遠(yuǎn)系統(tǒng)光路圖如下:,幾何光學(xué)試卷,幾何光學(xué)答案,物理光學(xué)試卷,物理光學(xué)答案工程光學(xué)(下)期末考試試卷、填空題（每題2分，共20分）1. 在夫瑯和費單縫衍射實驗中，以鈉 黃光（波長為589nm）垂直入射，若 縫寬為0.1mm,則第1極小出現(xiàn)在（）弧度的方向上。2. 一束準(zhǔn)直的單色光正入射到一個直 徑為1cm的匯聚透鏡，透鏡焦距為 50cm,測得透鏡焦平面上衍射圖樣 中央亮斑的直徑是 舞6 10Pm,則光波 波長為（）nm3. 已知閃耀光柵的閃耀角為15

31、76;,光 柵常數(shù)d=V m,平行光垂直于光柵平 面入射時在一級光譜處得到最大光強，則入射光的波長為（）nm。4 . 晶體的旋光現(xiàn)象是 （），其規(guī)律是（）。5. 渥拉斯棱鏡的作用（），要使它獲得較好的作用效果應(yīng)（ ）。6. ?衛(wèi)”:-：仆，）利 用 此 關(guān) 系 可（ ）。7 . 波片快軸的定義：（ ）。.光源的相干長度與相干時間的關(guān)系 為（）。相干長度愈長，說明光源的時間相干性（ ）。9. 獲得相干光的方法有（）和（）。10. 在兩塊平板玻璃A和B之間夾一薄紙片G,形成空氣劈尖。用 單色光垂直照射劈尖，如圖1所示。 當(dāng)稍稍用力下壓玻璃板 A時，干涉 條紋間距（），條紋向（）移動。若使平行單色光

32、傾斜照射玻璃 板（入射角脫。），形成的干涉條紋 與垂直照射時相比，條紋間距（ ）。1、問答題（請選作5題并寫明題號， 每題6分，共30分）1 .簡要分析如圖2所示夫瑯和費衍射裝置如有以下變動時，衍射圖樣 會發(fā)生怎樣的變化？1）增大透鏡L2的焦距；2）減小透鏡L2的口徑;3）衍射屏作垂直于光軸的移動（不 超出入射光束照明范圍）。傾圓環(huán)和牛頓（N）環(huán)為例，對“條 紋形狀”作一簡要討論，（從中央級 次、條紋移動分析它們的相同點與不同點）3. 利用惠更斯作圖法求下列方解石晶體中的雙折射光（標(biāo)出光線方向 和光矢量方向）。 r imjbiim ji !« ilia an * *>: *il

33、l issiimr HiiarmBiiK"BiiiR" "in ihhX|KT®4. 擬定部分偏振光和方位角為a的橢圓 偏振光的鑒別實驗。（包括光路、器件 方位、實驗步驟。）5.試述如圖3所下格蘭一付科棱鏡的結(jié)構(gòu)原理（要求畫出并標(biāo)出。光、 e光的傳播方向，光矢量方向）特點， 用途和使用方法，并說明此棱鏡的透 光軸方向。6.I , m / e /.IA grating, used 葉n the secondorder, diffracts light of 632.8nm wavelength through an angle of 30o.How man

34、y lines per millimeter does the grating have?7 An oil film (n=1.47, thickness 0.12 m) rests on a pool of water. If light strikes the film at an angle of 60o, what is the wavelength reflected in the first order?計算（共50分）1. （15分）平行的白光（波長范圍為 390nm 700nm）垂直照射到平行的 雙縫上，雙縫相距1mm,用一個焦 距f成的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦 在屏幕上。若在

35、幕上距中央白色條紋 3mm處開一個小孔，在該處檢查透 過小孔的光，問將缺少哪些波長？2. （20分）圖4所示一雙縫實驗，波 長為"的單色平行光入射到縫寬均為 d（d»"）的雙縫上，因而在遠(yuǎn)處的屏幕 上觀察到干涉圖樣。將一塊厚度為t, 折射率n的薄玻璃片放在縫和屏幕之 間。1）論%，宜的非強度噸上2） 如果將勺辜遇齡d， 而另_個縫伊斯蚤,p0點 的光強發(fā)生怎樣的也化4 （假設(shè)薄 片不吸收光）3. （15分）將一塊'片插入兩個偏振 器之間，波片的快軸與兩偏振器透光 軸的夾角分別為-6。和3。，求光強為 I0的自然光通過這一系統(tǒng)后的強度 是多少？,幾何光學(xué)試卷

36、,幾何光學(xué)答案,物理光學(xué)試卷,物理光學(xué)答案工程光學(xué)（下）期末考試參考答案、填空題（每題2分，共20分）1.在夫瑯和費單縫衍射實驗中，以 鈉黃光（波長為589nm）垂直入射, 若縫寬為0.1mm,則第1極小出現(xiàn)在 （5.89 IO-3）弧度的方向上。2. 一束準(zhǔn)直的單色光正入射到一個 直徑為1cm的匯聚透鏡，透鏡焦距 為50cm,測得透鏡焦平面上衍射圖 樣中央亮斑的直徑是6.66 &66 x1/cm, 則光波波長為（546） nm。3. 已知閃耀光柵的閃耀角為15°,光 柵常數(shù)d=1m,平行光垂直于光柵平 面入射時在一級光譜處得到最大光強，則入射光的波長為（500 ） nm。4

37、. （當(dāng)一束線偏振光沿著晶體的光 軸方向傳播時，其光矢量將隨傳播距 離的增加逐步偏轉(zhuǎn)）（其偏轉(zhuǎn)的角度 。=叫。式中為旋光系數(shù)，l為光在晶1 體中傳播的距離，S 。5. （它能將自然光分解成兩個分得 較開光矢量相互上的線偏振光），（由 Mqsintm-ng。知，可以選用雙折射率差值較大的材料制作）6.11 m 01 r 1jiHo -iJ l-i-JLJTo利用此關(guān)系可（擬定右旋圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗 實驗）。7. （在波片中與傳播速度快的光矢 量所平行的主軸方向）8. 光源的相干長度與相干時間的關(guān) 系（SCAt）。相干長度愈長，說明 光源的時間相干性（愈好）。9. 獲得相干光的方法有（分波前法）

38、 和（分振幅法）10. 在兩塊平板玻璃 A和B 之間夾一薄紙片G,形成空氣劈尖， 用單色光垂直照射劈尖，如圖1。當(dāng) 稍稍用力下壓玻璃板A時，干涉條 紋間距（增大），條紋向（右）移動。 若使平行單色光傾斜照射玻璃板（入 射角。）,形成的干涉條紋與垂直 照射時相比，條紋間距（增大）1、I可答（每題6分，共30分）1. 答：1）增大透鏡L2的焦距，將使接 收屏上衍射圖樣的間隔增大。因有公 式e如'，此時衍射角6不變，條紋間隔 e增大；2）增大透鏡L2的口徑，不會改變衍 射圖樣的分布，但進(jìn)入系統(tǒng)的光束寬 度增加，可使光強增加；3）衍射屏垂直于系統(tǒng)光軸方向移動 時，衍射圖樣不會改變，因為衍射屏 移動前后光的入射角不變，縫寬不變， 由衍射公式知其接收屏上的光強分布不變；2. 答：M圓環(huán) N圓環(huán) n=0中央級次h 一 >大，條紋從中心涌出，中央級次增高；n=1.6h >小，條紋從中心 內(nèi)陷，中央級次 降低。h 大，條紋向牛頓環(huán)中心移動（向 棱移動），條紋變密，但不內(nèi) 陷；n=1.6h- 小，條紋向外移動，條紋變疏。條紋移動紅內(nèi)紫外紅外紫內(nèi) 白光照射（同一級次，-。）3 .作圖4.答：用一偏振器正對著入射光并旋轉(zhuǎn) 之，觀察透射光強，如圖a所示，使偏 振器P轉(zhuǎn)到透射光最弱的位置，然后插 入1/4波片（在P前）并使其快