工程光學課后

1、工程光學課后答案工程光學課后答案18/18工程光學課后答案第一章一束平行細光束入射到一半徑r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其匯聚點的地址。若是在凸面鍍反射膜，其匯聚點應在哪處？若是在凹面鍍反射膜，則反射光束在玻璃中的匯聚點又在哪處？反射光束經(jīng)前表面折射后，匯聚點又在哪處？說明各匯聚點的虛實。解：該題可以應用單個折射面的高斯公式來解決，設凸面為第一面，凹面為第二面。1）第一考慮光束射入玻璃球第一面時的狀態(tài)，使用高斯公式：匯聚點位于第二面后15mm處。（2）將第一面鍍膜，就相當于凸面鏡像位于第一面的右側，可是延長線的交點，因此是虛像。還可以用正負判斷：（3）光輝經(jīng)過第一面折射：,虛像第

2、二面鍍膜，則：獲?。海?）在經(jīng)過第一面折射物像相反為虛像。素來徑為400mm，折射率為1.5的玻璃球中有兩個小氣泡，一個位于球心，另一個位于12半徑處。沿兩氣泡連線方向在球兩邊觀察，問看到的氣泡在哪處？若是在水中觀察，看到的氣泡又在哪處？解：設一個氣泡在中心處，另一個在第二面和中心之間。（1）從第一面向第二面看2）從第二面向第一面看3）在水中19.有一平凸透鏡r1=100mm,r2,d=300mm,n=1.5,當物體在時，求高斯像的地址l。在第二面上刻一十字絲，問其經(jīng)過球面的共軛像在哪處？當入射高度h=10mm，實質(zhì)光輝的像方截距為多少？與高斯像面的距離為多少？解：19.有平凸透鏡r1=100

3、mm，r2=，d=300mm，n=1.5,當物體在-時，求高斯像的地址l。在第二面上刻一r1=100mm十字絲，問其經(jīng)過球面的共軛像處？當入Ir2=射高度h=10mm時，實質(zhì)光輝的像方截距為多少？與高斯像面的距離為多少？IBB”AI2n=1.5I2d=300mm解1）由11nnllr代入l1,11.5,n11,r1100得：nl1300mml2l1d3003000mml20mm即：物體位于時，其高斯像點在第二面的中心處。2）由光路的可逆性可知：第二面上的十字絲像在物方處。3）當h110mm時sinIh1100.1r1100sinIn*sinI10.06667n*0.11.5Iarcsin0.0

4、66673.822uuII05.739Lr*(1sinI/0.06667)299.374mm)100*(1sinu0.0334547L2L1d0.626mmI2u1.9172n*sinI21.5*sin1.91720.05018sinI21I22.87647u2u2I2I2由關系可得：xL2tgu0.626*tg1.91720.02095mm0.02095L20.4169mmtg2.87467它與高斯像面的距離為0.4169mm20.一球面鏡半徑r=-100mm,求0，0.1，0.2，-1，1，5，10，時的物距和象距。解：（1）（2）同理，（3）同理，（4）同理，（5）同理，（6）同理，7）

5、同理，8）同理，21.一物體位于半徑為r的凹面鏡前什么地址時，可分別獲取：放大4倍的實像，放大4倍的虛像、減小4倍的實像和減小4倍的虛像？解：（1）放大4倍的實像（2）放大四倍虛像（3）減小四倍實像（4）減小四倍虛像第二章2.已知照相物鏡的焦距f75mm,被攝光景位于（以F點為坐標原點）,10m,8m,6m,4m,2m,處，試求照相底片應分別放在離物鏡的像方焦面多遠的地方。解：（1）x=-，xx=ff獲?。簒=02）x=0.56253）x=0.7034）x=0.9375）x=1.46）x=2.81設一系統(tǒng)位于空氣中，垂軸放大率10，由物面到像面的距離（共軛距離）為7200mm，物鏡兩焦點間距離

6、為1140mm。求該物鏡焦距，并繪出基點地址圖。解:FHHF-ff-lxl系統(tǒng)位于空氣中，ffyly10l由已知條件：f(f)x1140l(l)x7200解得：f600mmx60mm已知一個透鏡把物體放大3投影到屏幕上，當透鏡向物體移近18mm時，物體將被放大，試求透鏡的焦距，并用圖解法校核之。解：方法一：l133l13l2181l1l12l24l24l2l2l1l218l1l2181/l11/l11/f1/l11/l11/l21/l21/l21/l21/f將代入中得l2270mml21080mmf216mm方法二：1f3x12f4f216mmx2x2x118方法三：xn(3)(4)12x12

7、nx1218216xf12x1x2x341fffx216mm5.一個薄透鏡對某一物體成實像，放大率為1,今以另一個薄透鏡緊貼在第一個透鏡上，則見像向透鏡方向搬動，放大率為本來的3/4倍，求兩塊透鏡的焦距為多少？解：6.有一正薄透鏡對某一物成倒立的實像，像高為物高的一半，今將物面向物體移近100mm，則所得像與物同大小，求該正透鏡組的焦距。解：由已知得：l1112l1-l1l1l212l2l1l2100由高斯公式：1111l1l1l2l2100mm-l2l2解得：fl2100mm2第三章一光學系統(tǒng)由一透鏡和平面鏡組成，如圖3-29所示。平面鏡MM與透鏡光軸垂直交于D點，透鏡前面離平面鏡600mm

8、有一物體AB，經(jīng)透鏡和平面鏡后，所成虛像AB至平面鏡的距離為150mm,且像高為物高的一半，試解析透鏡焦距的正負，確定透鏡的地址和焦距，并畫出光路圖。MBDAAA-LBMBL600150圖3-29習題4圖解：由于平面鏡性質(zhì)可得AB及其地址在平面鏡前150mm處AB為虛像,AB為實像則111L1LL6001504502L2解得L300L150又1-1=1f150mmLLf答：透鏡焦距為100。mm試判斷如圖3-31所示各棱鏡或棱鏡系統(tǒng)的轉像情況，設輸入為右手系，畫出相應輸出坐標系。x.yzx.zyZ30zxZb)Zc).xZd)yz第七章2一放大鏡焦距，通光孔徑，眼睛距放大鏡為50mm，像距離眼

9、睛在明視距離250mm，漸暈系數(shù)K=50%，試求：（1）視覺放大率；（2）線視場；（3）物體的地址。解：3一顯微物鏡的垂軸放大倍率，數(shù)值孔徑NA=0.1，共軛距L=180mm，物鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距。（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，求顯微鏡分辨率；（5）求物鏡通光孔徑；6）設物高2y=6mm，漸暈系數(shù)K=50%，求目鏡的通光孔徑。解：4欲分辨0.000725mm的渺小物體，使用波長（1）顯微鏡的視覺放大率最小應多大？（2）數(shù)值孔徑應取多少適合？解：此題需與人眼配合考慮，斜入射照明，問：5有一世物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑NA=

10、0.5，物體大小2y=0.4mm，照明燈絲面積，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。解：視場光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明的大小6為看清4km處相隔150mm的兩個點（設），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=100mm，求物鏡和目鏡的焦距；（3）物鏡框是孔徑光闌，求出設光瞳距離；（4）為滿足工作放大率要求，求物鏡的通光孔徑；（5）視度調(diào)治在（屈光度），求目鏡的搬動量；（6）若物方視場角，求像方視場角；（7）漸暈系數(shù)K=50%，求目鏡的通光孔徑；解：由于：應與人眼般配7.一開普勒望遠鏡,五經(jīng)焦距f0200mm,目鏡的焦距為fe25mm,物方視場角28,漸暈系數(shù)K50%,為了使目鏡通光孔徑D23.7mm,在物鏡后焦平面上放一場鏡,試:求場鏡焦距;若該場鏡是平面在前的平凸薄透鏡,折射率n1.5,求其球面的曲率半徑