工程光学-问答题整理.doc

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1、几何光学1几何光学的基本定律答：直线传播定律和这反射定律：直线传播定律：光线在均匀透明介质中按直线传播。反射定律：反射光线位于入射面内，反射角等于入射角。折射定律：折射光线位于入射面内，入射角和折射角正弦之比为常数。马吕斯定律：假定一束光线为某一曲面的法线汇，这些光线经过任意次折射、反射后，该光束的全部光线仍与另一曲面垂直，构成一新的法线汇，并且位于这两个曲面之间的所有光线的光程相等。费马定律：实际光线传播时沿着光程的极值的路线传播。2什么叫做“理想光学系统”？共轴理想光学系统还有哪些性质？答：能产生清晰的、与物貌完全相似的像的光学系统。光学系统是由透镜、反射镜、棱镜及光阑

2、等多种光学元件按一定次序组合成的整体。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射（或反射）球面组成的光学系统称为共轴球面系统。性质：（1）光学系统物方一个点（物点）对应像方一个点（像点）。（2）物方每条直线对应像方的一条直线，称共轭线；物方每个平面对应像方的一个平面，称为共轭面。（3）主光轴上任一点的共轭点仍在主光轴上。（4）对垂直于主光轴的共轭平面，横向放大率（见凸透镜）为常量。3什么叫“孔径光阑”，什么叫“视场光阑”。答：所有的光孔成像到第一个光孔的物空间，对轴上物点张角最小的那个光孔“像”所共轭的光孔就是孔径光阑。限制进入光学系统中成像光束口径的光阑为“孔径光阑”。在实

3、际光学系统中，不仅物面上每一点发出并进入系统参与成像的光束宽度是有限的，而且能够清晰成像的物面大小也是有限的。把能清晰成像的这个物面范围称为光学系统的物方视场，相应的像面范围称为像方视场，事实上，这个清晰成像的范围也是光学设计者根据仪器性能要求主动地限定的，限定的办法通常是在物面上或在像面上安放一个中间开孔的光阑。光阑孔的大小就限定了物面或像面的大小，即限定了光学系统的成像范围。这个限制成像范围的光阑称为“视场光阑”。4什么叫“光亮度”，什么叫光出射度？两者描述的发光特性有什么不同？答：光源表面的某一点面元在一给定方向上的发光强度与该面元在垂直于该方向的平面上的正射投影面积

4、之比称为“光亮度”。　光出射度：它是指光源上每单位面积向半个空间（2π球面度）内发出的光通量光亮度是指一个表面的明亮程度，即从一个表面反射出来的光通量。光出射度在数值上等于通过单位面积所传送的光通量。5什么叫场镜？它的作用是什么？答：工作在物镜焦面附近的透镜称为场镜。它是在不改变光学系统光学特性的前提下，改变成像光束位置场镜的作用是用来降低主光线在后面系统中的投射高度。1、提高边缘光束入射到探测器的能力；　2、在相同的主光学系统中，附加场镜将减少探测器的面积；如果使用同样的探测器面积，可扩大视场，增加入射的通量；3、使探测器光敏面上的非均匀光照得以均匀化。6什么叫全反射现象

5、？满足全反射现象的条件？答：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。条件：光线由光密介质射入光疏介质；入射角大于临界角。7什么叫物方远心光路？什么叫像方远心光路？他们分别有什么作用？答：孔径光阑位于物镜物方焦面，入瞳位于无穷远，轴外点主光线平行于光轴，这样的光路被称作“物方远心光路”。主要用于测量光学系统。孔径光阑位于物镜物方焦面，出射光束的主光线平行于光轴，出瞳位于无限远，这样的光路称为“像方远心光路”。8什么是景深，照相物镜的景深与什么有关？答：能在像面上获得清晰像的物空间的深度是系统的景深

6、。照相物镜的景深与相对孔径成反比，相对孔径越大景深越小。在光圈相同时，景深与焦距的平方成反比，焦距越小景深越大。9什么叫“畸变”？它与什么因素有关？答：轴外点的宽光束和细光束都有像差存在，即使只有主光线通过光学系统，由于球差影响，它不能和第二近轴光一致，主光线和高斯像面焦点的高度不等于理想像高，其差别就是系统的畸变。10光学系统中光能的损失包括哪些部分？通常采用什么方法减少发射损失？答：光学系统中光能的损失主要有：光束在光学零件表面的反射损失、光束通过介质时的吸收损失、散射等，所有能损失的能量大部分是由反射和吸收造成的。为了减少光学零件的反射损失可以在光学零件表面镀增透膜。

7、11什么是相对折射率，什么是绝对折射率？答：光从介质1射入介质2发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比n21叫做介质2相对介质1的折射率绝对折射率是光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比n。12什么是望远镜的有效放大率答：符合仪器的视角分辨率和衍射分辨率相等的视放大率为望远镜的有效放大率。13什么是双胶合物镜，其优点。答：双胶合物镜是一种常用的简单的望远物镜，由一个正透镜和一个负透镜胶合而成。优点：结构简单，安装方便，光能损失小，合适的选择可以矫正球差、彗差、轴向色差。14开普勒望远镜与伽利略望