工程光學(xué)試題

1、工程光學(xué)期末考試試卷一. 判斷題：（共 1010 分，每題 2 2 分）1 光線(xiàn)是沿直線(xiàn)傳播的（X）2 理想光學(xué)系統(tǒng)的物方主平面與像方主平面共軛（V）3 入射光線(xiàn)不變，平面反射鏡旋轉(zhuǎn) $角，則反射光線(xiàn)也旋轉(zhuǎn) $角（X）4 具有相同的物鏡焦距和視角放大率的伽利略與開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡筒長(zhǎng)要長(zhǎng)（V）5 顯微系統(tǒng)用于測(cè)長(zhǎng)等目的時(shí)，為消除測(cè)量誤差，孔徑光闌應(yīng)放在物鏡的像方焦平面上，稱(chēng)為“像方遠(yuǎn)心光 路”（X）二. 填空題（共 2020 分，每空 2 2 分）1. 光以 60 度的入射角射到一玻璃板上，一部分光反射，一部分光折射觀察到反射光和折射光互成90 度角，則此玻璃的折射率為 _。2. 轉(zhuǎn)像

2、系統(tǒng)分 _ 和_ 兩大類(lèi)。3. 兩個(gè)凸透鏡的焦距分別為 20mm,60mm，相距 70mm，則兩透鏡的組合焦距為 _。4. 設(shè)物 A 滿(mǎn)足左手系，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng) 28 次反射后成像 B,則像 B 滿(mǎn)足_ 系。5. 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 _。6. 物方遠(yuǎn)心光路的孔徑光闌位于 _ 。7. 一開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的物鏡焦距為100mm，目鏡焦距為 20mm，則此望遠(yuǎn)鏡的筒長(zhǎng)是 _ 。8. 人眼觀察遠(yuǎn)處物體時(shí)，岡収子能被眼睛分辨的兩點(diǎn)對(duì)瞳孔中心的張角稱(chēng)人眼的最小分辨角，若瞳孔直徑為 D。光在空氣中的波長(zhǎng)為入，n 為人眼玻璃體的折射率，則人眼的最小分辨角

3、為 _三. 圖解法求像或判斷成像方向：（共2525 分，每題 5 5 分）1. 求像 AB2. 求像 AB3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(diǎn)位置和焦距4判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像方向5.判斷棱鏡的成像方向fV|1F1F2.F1B*1題 2-3 圖四. 簡(jiǎn)答題（共 1010 分，每題 5 5 分）1 為了保證測(cè)量精度，測(cè)量?jī)x器一般采用什么光路，為什么?2 什么是孔徑光闌，入瞳和出瞳，三者是什么關(guān)系？五計(jì)算題：（共 3535 分）1.一透鏡焦距 f3mm，如在其前邊放置一個(gè)丨=-6x的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位 置和焦距，并畫(huà)出光路圖。（15 分）2已知r1=20mm

4、,2=-20mm的雙凸透鏡，置于空氣中。物A 位于第一球面前50mm處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實(shí)像 B 位于第一球面前 5mm ,如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率題 2-5 圖n。（ 20 分）河北大學(xué)工程光學(xué)期末考試試卷參考答案圖解法求像或判斷成像方向：（共 18 分，每題 3 分）1. 求像 AB （圖中 C 為球面反射鏡的曲率中心）2. 求像 AB3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(diǎn)位置和焦距4判斷光學(xué)系統(tǒng)的成像方向5.判斷棱鏡的成像方向三.填空：（共 20 分，每空 2 分）1.1.732 2. 棱鏡式 透鏡式 3.120mm 4. 左手 5.-0

5、.2m 眼前 0.2m6.物鏡的像方焦點(diǎn)處 7.120mm 8.1.22 入/nD四. 簡(jiǎn)答1 為了保證測(cè)量精度，測(cè)量?jī)x器一般采用物方遠(yuǎn)心光路，由于采用物方遠(yuǎn)心光路時(shí)，孔徑光闌與物鏡的像方焦平面重合，無(wú)論物體處于物方什么位置，軸外物點(diǎn)參與成像的主光線(xiàn)是重合的，這樣雖然調(diào)焦不準(zhǔn)，也 不會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。2 限制進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)成像光束口徑的光孔是孔徑光闌。孔徑光闌通過(guò)它前面光組在物空間所成的像成為入 瞳，孔徑光闌通過(guò)它后面光組在像空間所成的像稱(chēng)為出瞳。三者具有共軛關(guān)系：入瞳，出瞳關(guān)于整個(gè)光學(xué) 系統(tǒng)共軛，孔徑光闌和入瞳關(guān)于孔徑光闌前面光組共軛，孔徑光闌和出瞳關(guān)于孔徑光闌后面光組共軛。z題 2-3 圖物鏡

6、y 二題 2-5 圖_ylx五.計(jì)算題：（共 35 分）1一透鏡焦距f30mm，如在其前邊放置一個(gè)】-$x的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位 置和焦距，并畫(huà)出光路圖。（15 分）解：feh2f3求得.f = -180 (mm)IH = f3(-f) =30180 =210 (mm)lF = 30 （mm）答：組合后的焦距是-180mm?；c(diǎn)位置如圖所示。其光路圖如下所示：物鏡目鏡L.-h1f2)f它foL- _ _、r -h2)f*f3=30F3(F)4H-1H物鏡所成實(shí)像 B 位于第一球面前 5mm，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n（ 20分）2.已知，r2=-20mm的雙凸透鏡，置于空氣中。物A 位于第一球面前50mm處，第二面鍍反射膜。該設(shè)：透鏡的折射率為 nn n n-n物點(diǎn) A 經(jīng)r1折射成像在A處，將已知條件1 =-50mm 代入公式 r 一 1 一r 得n1n1I150 一 20A經(jīng)2反射后，成像于B點(diǎn)。故將12rhA =h，代入反射面公式112r1r，1 1 1+ = _