工程光學(xué)英文題加中文題含答案

1、English Homework 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 build

2、ings shadow is 170m long. How tall is the building?Solution. According to the law of 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 th

3、e light make with the normal in the glass?Solution. According to the law of refraction, We get,n=1.50n=1.33water45oI So the light make 38.8o with the normal in the glass.3. A goldfish swims 10cm from the side of a spherical bowl of water of radius 20cm. Where does the fish appear to be? Does it appe

4、ar larger or smaller?Solution. According to the equation.andn=1 , n=1.33, r=-20Awe can get So the fish appears larger.R2=-20cmR1=20cmA-10cm4.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 t

5、he image distance.Solution. Refer to the figure. According to the equation and n=1, n=1.5, l1=-2cm, r1=1cm , we get r1=1cmAA-l1=2cml2 English Homework for Chapter 21.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 co

6、nstruction of the image.-l=30cmf=10cmy=1cmSolution. According to the Gausss equation, and l=-30cm f=10 cm.we get Others are omitted.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.-l=50cmf=30cmSolution. A

7、ccording to Gausss equation, and f=30cm l=-50cmwe get The 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 looks like?Solution. From Gausss equation, we fi

8、nd for the rear surface of the cube (the face closer to the lens) that, For the front surface (the face farther away from the lens),The transverse magnification for the rear surface is But the axial magnification is Since ,the cube doesnt look like a cube.4.A biconvex lens is made out of glass of n=

9、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. Supposing r1= -2r2 (2=-21),according to the lens equation r1-r2 we get, r1=7.8(cm) r2=-3.9(cm) 返回English Homework for Chapter 41. A stop 8mm in diameter is placed hal

10、fway between an extended object and a large-diameter lens of 9cm focal length. The lens projects an image of the object onto a screen 14cm away. What is the diameter of the exit pupil?l-lImageLensStopObjectSolution. Refer to the figure. First, from the known focal length and the image distance, we f

11、ind the object distance. and l=14 f=9 l=-25.2(cm)The stop is one-half that distance is front of the lens, so ls=12.6(cm) ls=31.5(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

12、 system parallel at one side 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? F1(F2)-l2L1Stopf=12.5cm8cmSolution. Refer to the figure. For the system to be a focal, th

13、e focal points of the two lenses must 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 Gausss equation, and l1=4cm, f1=12.5cm. We get The exit pupils location is返回English Homework for Chapter 71.

14、 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 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.

15、1) When the person has normal vision, according to the following scheme 1, we get l'=lScheme 1so, 2) According to the following scheme 2, and ll'Scheme 225, or So the mirror must be 75cm or 10cm from the eye.l'lScheme 3253) According to the following scheme 3, and , or (Since the object

16、is real, 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 microscope is used for projection;2) the microscope is used for visual observation. 返回工程光學(xué)（上）期末考試試卷一問答題：（共12分，每題3分）1攝影物鏡的三個(gè)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

17、測(cè)量精度，測(cè)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(píng)價(jià)像質(zhì)的方法主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？二圖解法求像或判斷成像方向：（共18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)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求入瞳及對(duì)無窮遠(yuǎn)成像時(shí)50%漸暈的視場(chǎng)6判斷棱鏡的成像方向三填空：（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：_2轉(zhuǎn)像系統(tǒng)分_和_兩大類，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

18、光通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)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(jì)算題：（共60分）1一透鏡焦距，如在其前邊放置一個(gè)的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位置和焦距，并畫出光路圖。（10分）2已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實(shí)像B位于第一球面前，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，相對(duì)孔徑，對(duì)無窮遠(yuǎn)物體成像時(shí)，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（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，求望遠(yuǎn)鏡

19、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(dòng)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(gè)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(gè)重要參數(shù)是：焦距、相對(duì)孔徑和視場(chǎng)角。焦距影響成像的大小，相對(duì)孔徑影響像面的照度和分辨率，視場(chǎng)角影響成像的范圍。2為了保證測(cè)量精

20、度，測(cè)量儀器一般采用什么光路？為什么？答：為了保證測(cè)量精度，測(cè)量儀器一般采用物方遠(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(diǎn)成像光束的中心是相同的。這樣，雖然調(diào)焦不準(zhǔn)，也不會(huì)產(chǎn)生測(cè)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(chǎng)有關(guān)的所有像差。因?yàn)轱@微和望遠(yuǎn)系統(tǒng)是大孔徑、小視場(chǎng)系統(tǒng)，而照相系統(tǒng)則是一個(gè)大孔徑、大視場(chǎng)系統(tǒng)。4評(píng)價(jià)像質(zhì)的方法主要有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：評(píng)價(jià)像質(zhì)的方法主要有瑞利（Reyleig

21、h）判斷法、中心點(diǎn)亮度法、分辨率法、點(diǎn)列圖法和光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF）法等5種。瑞利判斷便于實(shí)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(diǎn)亮度法概念明確，但計(jì)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(diǎn)列圖法需要進(jìn)行大量的光線光路計(jì)算；光學(xué)傳遞函數(shù)法是最客觀、最全面的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，既反映了衍射對(duì)系統(tǒng)的影響也反映了像差對(duì)系統(tǒng)的影響，既適用于大像差光學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)也適用于小像差光學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。二圖解法求像或判斷成像方向：（共18分，每題3分）1求像A'B'（圖中C為球面反射

22、鏡的曲率中心）2求像A'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(diǎn)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(duì)無窮遠(yuǎn)成像時(shí)50%漸暈的視場(chǎng)6判斷棱鏡的成像方向> 三填空：（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(gè)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瘛?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(shí)能量的損失主要有：_兩透明介質(zhì)面上

23、的反射損失_,_介質(zhì)吸收的損失_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_的透鏡。四計(jì)算題：（共60分）1一透鏡焦距，如在其前邊放置一個(gè)的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位置和焦距，并畫出光路圖。（10分）解：,                 求得：            

24、                答：組合后的焦距是-180mm。基點(diǎn)位置如圖所示。其光路圖如下所示：2已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實(shí)像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（20分）解：        設(shè)：透鏡的折射率為n        物點(diǎn)A

25、經(jīng)折射成像在A'處，將已知條件代入公式  得                                             

26、0;  -        A'經(jīng)反射后，成像于B'點(diǎn)。故將，代入反射面公式，得：                                    &

27、#160;      -        B'點(diǎn)再經(jīng)折射成像在B點(diǎn)。根據(jù)光路的可逆性，將B視為物，B'點(diǎn)視為像，有，代入折射公式，得：                           

28、60;                                  -              由式解得：  &

29、#160;           答：透鏡的折射率為1.6。3已知物鏡焦距為，相對(duì)孔徑，對(duì)無窮遠(yuǎn)物體成像時(shí)，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（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，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(dòng)的距離。（2分）（7）畫出光路圖。（4分）解：根據(jù)題意

30、，畫出物鏡的結(jié)構(gòu)圖如下：(1)將 和 代入公式     ，得：   將代入牛頓公式  ，得：(2)因，則： (3)，      (4)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：將和代入公式，得：將和代入公式，得出瞳距：(5)(6)(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）期末考試試卷一、填空題（每題2分，共20分）1在夫瑯和費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，以鈉黃光（波長為5

31、89nm）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(gè)直徑為1cm的匯聚透鏡，透鏡焦距為50cm，測(cè)得透鏡焦平面上衍射圖樣中央亮斑的直徑是cm，則光波波長為（    ）nm。3已知閃耀光柵的閃耀角為15o，光柵常數(shù)d=1mm，平行光垂直于光柵平面入射時(shí)在一級(jí)光譜處得到最大光強(qiáng)，則入射光的波長為（  

32、60;    ）nm。 4晶體的旋光現(xiàn)象是（                          ），其規(guī)律是（                 

33、60;          ）。5渥拉斯棱鏡的作用（                       ），要使它獲得較好的作用效果應(yīng)（             

34、60;             ）。6利用此關(guān)系可（                                   ）。7波片快軸的定

35、義：（                              ）。8光源的相干長度與相干時(shí)間的關(guān)系為（               ）。 相干長度愈長，說明光源的時(shí)間

36、相干性（                               ）。9獲得相干光的方法有（              ）和（   &#

37、160;                   ）。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(shí)，干涉條紋間距（      ），條紋向（  

38、0;    ）移動(dòng)。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(shí)相比，條紋間距（        ）。aABG圖1二、問答題（請(qǐng)選作5題并寫明題號(hào)，每題6分，共30分）1      簡要分析如圖2所示夫瑯和費(fèi)衍射裝置如有以下變動(dòng)時(shí)，衍射圖樣會(huì)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(dòng)（不超出入射光束照明范圍）。qL1L2P接收屏衍射屏光源圖2 夫瑯和費(fèi)衍射系統(tǒng)俯視圖2 

39、;     以邁克爾遜（M）干涉儀的等傾圓環(huán)和牛頓（N）環(huán)為例，對(duì)“條紋形狀”作一簡要討論，（從中央級(jí)次、條紋移動(dòng)分析它們的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)）。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）。 4.擬定部分偏振光和方位角為的橢圓偏振光的鑒別實(shí)驗(yàn)。（包括光路、器件方位、實(shí)驗(yàn)步驟。） 5      試述如圖3所示格蘭付科棱鏡的結(jié)構(gòu)原理（要求畫出并標(biāo)出o光、e光的傳播方向，光矢量方向）特點(diǎn)，用途和使用方法，并說明此棱鏡的透光

40、軸方向。圖36      A grating, used in the second order, diffracts light of 632.8nm wavelength through an angle of 30o. How many lines per millimeter does the grating have?7      An oil film (n=1.47, thickness 0.12mm) rests on a pool of water. If light stri

41、kes the film at an angle of 60o, what is the wavelength reflected in the first order? 三、計(jì)算（共50分）1（15分）平行的白光（波長范圍為390nm700nm）垂直照射到平行的雙縫上，雙縫相距1mm，用一個(gè)焦距的透鏡將雙縫的衍射圖樣聚焦在屏幕上。若在幕上距中央白色條紋3mm處開一個(gè)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(shí)驗(yàn)，波長為的單色平行光入射到縫寬均為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，折射率的薄玻璃片放在縫和屏幕之間。1）

42、tP0圖4論點(diǎn)的光強(qiáng)度特性2）如果將一個(gè)縫的寬度增加到2d，而另一個(gè)縫的寬度保持不變，點(diǎn)的光強(qiáng)發(fā)生怎樣的變化？（假設(shè)薄片不吸收光）。 3（15分）將一塊片插入兩個(gè)偏振器之間，波片的快軸與兩偏振器透光軸的夾角分別為和，求光強(qiáng)為I0的自然光通過這一系統(tǒng)后的強(qiáng)度是多少？· 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）期末考試參考答案一、 填空題（每題2分，共20分）1  在夫瑯和費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)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´

43、;10-3 ）弧度的方向上。2  一束準(zhǔn)直的單色光正入射到一個(gè)直徑為1cm的匯聚透鏡，透鏡焦距為50cm，測(cè)得透鏡焦平面上衍射圖樣中央亮斑的直徑是6.66cm，則光波波長為（546）nm。3  已知閃耀光柵的閃耀角為15o，光柵常數(shù)d=1mm，平行光垂直于光柵平面入射時(shí)在一級(jí)光譜處得到最大光強(qiáng)，則入射光的波長為（ 500 ）nm。4  （當(dāng)一束線偏振光沿著晶體的光軸方向傳播時(shí)，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。式中為旋光系數(shù)，l為光在晶體中傳播的距離，）。5  （它能將自然光分解成兩個(gè)分得較開光矢量相互的線偏振光），（由知，可以選用雙折

44、射率差值較大的材料制作）。6利用此關(guān)系可（擬定右旋圓偏振光的產(chǎn)生和檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)）。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(shí)間的關(guān)系（）。相干長度愈長，說明光源的時(shí)間相干性（愈好）。9  獲得相干光的方法有（分波前法）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(shí)，干涉條紋間距（增大），條紋

45、向（右）移動(dòng)。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(shí)相比，條紋間距（增大）。二、問答（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，此時(shí)衍射角不變，條紋間隔增大；2）增大透鏡L2的口徑，不會(huì)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(qiáng)增加；3）衍射屏垂直于系統(tǒng)光軸方向移動(dòng)時(shí)，衍射圖樣不會(huì)改變，因?yàn)檠苌淦烈苿?dòng)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(qiáng)分布不變；2答：M 圓 環(huán)     N 圓 環(huán)n=0     

46、;     中央級(jí)次h>大，條紋從中心涌出，中央級(jí)次增高；                  h>小，條紋從中心內(nèi)陷，中央級(jí)次降低。     h>大，條紋向牛頓環(huán)中心移動(dòng)（向棱移動(dòng)），條紋變密，但不內(nèi)陷；             &

47、#160;   h>小，條紋向外移動(dòng)，條紋變疏。 條紋移動(dòng)    紅內(nèi)紫外   紅外紫內(nèi)   白光照射（同一級(jí)次，） 3作圖4答：用一偏振器正對(duì)著入射光并旋轉(zhuǎn)之，觀察透射光強(qiáng)，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）并使其快軸平行于此位置，如圖b所示，再旋轉(zhuǎn)P，若有消光出現(xiàn)，說明入射光為橢圓偏振光，若轉(zhuǎn)一周內(nèi)無消光，則入射光為部分偏振光。 5答：將方解石晶體按長/寬=0.83的比例，平行光軸切制成一長方體并沿對(duì)角面如圖所示再切開，然后貼合在一起，其間為薄的空氣層。當(dāng)一

48、束自然光垂直入射到此棱鏡上時(shí)，在第一個(gè)直角鏡中產(chǎn)生兩個(gè)光矢量相互垂直，以不同速度沿同一直線傳播的線偏振光（o，e）。其中o光在斜面處因滿足全反射條件而全部反射，只有e光在兩直角鏡中的折射率均為ne。所以仍沿同一直線傳播并透出整個(gè)棱鏡?？梢姡哼@種棱鏡可用作激光紫外波段的起偏和檢偏，并且因透射光不改傳播方位即仍沿直線傳播。因此旋轉(zhuǎn)此鏡時(shí)，出射光不繞入射光傳播方向打轉(zhuǎn)。其透光軸為平行于主截面或平行于光軸的方向。此外，由于從棱鏡出射的光矢量為平行于入射面的P分量，它的反射損失低，因此透射光強(qiáng)較大。但由于此棱鏡的孔徑角約為。因此使用時(shí)入射光最好接近垂直入射。6Solution.   According to the equation , we get                       So 7Solution. According to the Snells law，  ,    &#