工程光学复习题

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1、一.问答题:(共12分,每题3分)1.摄影物镜的三个重要参数是什么?它们分别决定系统的什么性质?2.为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么?3.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差?为什么?4.评价像质的方法主要有哪几种?各有什么优缺点?二.图解法求像或判断成像方向:(共18分,每题3分)1.求像A'B'2.求像A'B'3.求物AB经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距4.判断光学系统的成像方向5.求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场6.判断棱镜的成像方向三.填

2、空:(共10分,每题2分)1.照明系统与成像系统之间的衔接关系为:①________________________________________________②________________________________________________2.转像系统分____________________和___________________两大类,其作用是:_________________________________________3.一学生带500度近视镜,则该近视镜的焦距为__

3、_______________,该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。4.光通过光学系统时能量的损失主要有:________________________,________________________和_______________________。5.激光束聚焦要求用焦距较________的透镜,准直要用焦距较________的透镜。 四.计算题:(共60分)1.一透镜焦距,如在其前边放置一个的开普勒望远镜,求组合后系统的像方基点位置和焦距,并画出光路图。(10分)

4、2.已知,的双凸透镜,置于空气中。物A位于第一球面前处,第二面镀反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前,如图所示。若按薄透镜处理,求该透镜的折射率n。(20分)3.已知物镜焦距为,相对孔径,对无穷远物体成像时,由物镜第一面到像平面的距离为,物镜最后一面到像平面的距离为。(1)按薄透镜处理,求物镜的结构参数;(8分)(2)若用该物镜构成开普勒望远镜,出瞳大小为,求望远镜的视觉放大率;(4分)(3)求目镜的焦距、放大率;(4分)(4)如果物镜的第一面为孔径光阑,求出瞳距;(6分)(5)望远镜的分辨率;(2

5、分)(6)如果视度调节为折光度,目镜应能移动的距离。(2分)(7)画出光路图。(4分)一.简答题:(共12分,每题3分)1.摄影物镜的三个重要参数是什么?它们分别决定系统的什么性质?答:摄影物镜的三个重要参数是:焦距、相对孔径和视场角。焦距影响成像的大小,相对孔径影响像面的照度和分辨率,视场角影响成像的范围。2.为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么?答:为了保证测量精度,测量仪器一般采用物方远心光路。由于采用物方远心光路时,孔径光阑与物镜的像方焦平面重合,无论物体处于物方什么位置,它们的

6、主光线是重合的,即轴外点成像光束的中心是相同的。这样,虽然调焦不准,也不会产生测量误差。3.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差?为什么?答:显微物镜和望远物镜应校正与孔径有关的像差,如:球差、正弦差等。照相物镜则应校正与孔径和视场有关的所有像差。因为显微和望远系统是大孔径、小视场系统,而照相系统则是一个大孔径、大视场系统。4.评价像质的方法主要有哪几种?各有什么优缺点?答:评价像质的方法主要有瑞利(Reyleigh)判断法、中心点亮度法、分辨率法、点列图法和光学传递函数(OTF)法等5种。瑞

7、利判断便于实际应用,但它有不够严密之处,只适用于小像差光学系统;中心点亮度法概念明确,但计算复杂,它也只适用于小像差光学系统;分辨率法十分便于使用,但由于受到照明条件、观察者等各种因素的影响,结果不够客观,而且它只适用于大像差系统;点列图法需要进行大量的光线光路计算;光学传递函数法是最客观、最全面的像质评价方法,既反映了衍射对系统的影响也反映了像差对系统的影响,既适用于大像差光学系统的评价也适用于小像差光学系统的评价。二.图解法求像或判断成像方向:(共18分,每题3分)1.求像A'B'(图中C为球面反

8、射镜的曲率中心)2.求像A'B'3.求物AB经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距4.判断光学系统的成像方向5.求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场6.判断棱镜的成像方向> 三.填空:(共10分,每题2分)1.照明系统与成像系统之间的衔接关系为:①__照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量___②__保证两个系统的光瞳衔接和成像关系_________________2.转像系统分___棱镜式___________和___透镜式

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