工程光學(xué)習(xí)題答案典型光學(xué)系統(tǒng)郁道銀

1、1第七章典型光學(xué)系統(tǒng)1一個人近視程度是-2D（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是8D，求:（1） 遠點距離；（2） 其近點距離；（3） 配戴 100 度近視鏡，求該鏡的焦距；（4） 戴上該近視鏡后，求看清的遠點距離；（5） 戴上該近視鏡后，求看清的近點距離。1解：R2（1/m）lrlr= -0.5m2A =R - PA =8DR- -2DP = R A = -2 -8二-10D1 1lp0.1mpP 1013D =二f - -1m4RJR D - -1DIR1m5A二R -PA =8DR二-1DP JR - A = -9D11P0.11m92 一放大鏡焦距f25mm，通光孔徑D =18mm，眼睛距放大鏡為睛

2、在明視距離250mm，漸暈系數(shù)為k = 50%，試求（1）視覺放大率;物體的位置。eye50 mm，像距離眼（2）線視場；（3）2K =50%求：r2yI解:/. y = Dtg = 250* 0.02 = 5mm2y = 10mm1 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。已知：放大鏡f = 25mmD放=18mmP = 50mmP_丨=250mm2525=10 12=9由K =50%可得:tgD放2P二18=0.182* 50tg rtg -0.18

3、tg盲 “02方法tg,” =0.18y二250* tg - 45mmI = -200 mmfe=250mm:. I = -22.2mmJ = 200I 22.2-9X2y =10mm D =P -1I 二 P D =50 250 一 200mmtg =-200 I253(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，=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 = 180mm 物鏡框為孔徑光闌fe=25mm十廿

4、10X500NA500* 0.11.67mm30l =-45mmJ，=135mmlz_ -(l fe) _ -160mm1 1 1- -lZ25160lZ=29.62mm由物鏡成象關(guān)系l(-1) T =1804+，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 =0.00055mm，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

5、 2san & = tan a =-道威判斷05NA竺嗎m =2.7550.1目鏡的lz2962-0.185-1602y =6mmD0.185= 9.02mm2y =18mmK =50% 時5=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 1.2x21.2mm,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 1.2x1.2mm2燈絲到物面的距離 100mm 臨界照明求：f聚和通光孔徑mm= ”,J =25mm111=-IIflNA= n sin u

6、sin u = 0.5D =2*1 *tg30 =2*25*tg30 -28.86mmHOD(-1) I =100f聚=18.75mmu =30聚物解:66為看清 4km處相隔 150mm 勺兩個點（設(shè) 1 = 0.0003rad ）,若用開普勒望遠鏡觀察，則:1）求開普勒望遠鏡的工作放大倍率；（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求象方視場角；（7）漸暈系數(shù) K =50%，求目鏡的通光孔徑。已知：I

7、- _4000 m； - -150mm解:150mm3.75*10 “(rad)4* 1000* 1000mm1=2.5 200 -：1 =212.5-：1代入公式1 1 1廠整理得：冷2-201.39冷123.4 =0.計=0.62mm對于 R = -5DIR= -200mm|/ 二-(200 -12.5) = -18.75有效放大率r=600.00033.75*10=8工作放大率=1624XIa j fo= 88.89mmfe=11.11mm1111 11FIzIz_feIz11.11100:DD = 2.3* 8 =18.4mm2.3對于R =5DIR=200mmIz=12.5mm(fe

8、)二L =100mmf；Iz- -100fe=11.11求Iz7tg 1 1 1iff| e111 1 1廠一石 二 一18.7511.11I - -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% ,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

9、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=9.14mm10.01190.1489已知聚光鏡焦距 = 400mm，通光孔徑D二200mm，要求照明距離為 5m遠直徑為 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.開普勒望遠鏡的筒長 255mm=-8，2=6，D = 5

10、mm，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。ri =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. 一個照明器由燈泡和聚光鏡組成,10DD物=-D =8 5 = 40mm。目=2 (225tg) = 28.6mm2hi = f物*tg =200 tg3 = 10.48mmD目=2 (-IAf目)tg =2 (827.889 25

11、) 0.0126587 = 21.59mm8解得嚴=200mmf=25mm20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 = 131.23mmy =68.77mmD目202131.23一68.77 25P = 28.125mmIA- y -68.77丄丄丄 匚-匸I場1 1 1- I -=-IA68.7775tg虹 _10.48 IA-827.889-0.0126587111 1 1丄丄二丄l 120mml；2007512= 54.145-25 = 95mmx一竺-S ,2.5mm1000 100015. 一透鏡焦距f30mm，如在其前