应用光学习题及答案

武汉理工大学考试试题纸（A卷）课程名称应用光学专业班级0501～03题号一二三四五六七八九十总分题分备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一、选择题（每题1分，共5分）1．发生全反射现象的必要前提是：A)光线由光疏介质到光密介质传播B)光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播D)以上情况都可能产生2．周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的：A)节点的性质B)主点的性质C)焦点的性质D)以上答案都正确3．在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是：A)使物镜远离目镜B)使目镜远离物镜C)使目镜靠近物镜D)应同时调节物镜和目镜4．棱镜系统中加入屋脊面，其作用是：A改变光轴的方向B)改变主截面内像的方向C)改变垂轴于主截面方向上像的方向D)以上都正确5．光学系统中场镜的作用是：A)改变成像光束的位置B)减小目镜的尺寸C)不改变像的成像性质D)以上都正确二、填空题（每题2分，共10分）1．显微镜中的光学筒长指的是（）2．光学系统中像方顶截距是（）3．用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是（）4．望远系统中物镜的相对孔径是（）5．棱镜的转动定理是（）三、简答题（共20分）1．什么叫孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？（4分）2．什么叫视场光阑？它和入窗和出窗的关系是什么？（4分）3．几何像差主要包括哪几种？（4分）4.什么叫远心光路？其光路特点是什么？（4分）四、分析作图题（共25分）1.已知正光组的F和F’，求轴上点A的像，要求用五种方法。（8分）2.已知透镜的焦距公式为f'nr1，l'Hf'n1d，lHf'n1d，rdnrnr(n1)n(11)(n1)12r2r2分析双凹透镜的基点位置，并画出FFL、BFL和EFL的位置。（9分）3.判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8分）（a）（b）五、计算题（共35分）1．由已知f150mm，f2150mm的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大4倍的实像，并且第一透镜的放大率12，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂铀放大率为多大?（15分）2.已知一光学系统由三个零件组成，透镜1：f1f1100，口径D140；透镜2：f2f2120，口径D230，它和透镜1之间的距离为d120；光阑3口径为20mm，它和透镜2之间的距离d230。物点A的位置L1200，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑？（20分）武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：应用光学（A卷）一、选择题（每题2分，共10分）1．B；2．A；3．C；4．C；5．D二、填空题（每题2分，共10分）1．物镜的像方焦点F到目镜物镜焦点F之间的距离物目2．又叫后截距，用lF表示，是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离3．一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显著差别4．入瞳直径D和物镜焦距f之比Df物物5．假设物空间不动，棱镜绕P转θ，则像空间先绕P’转(1)n1，后绕P转θ三、简答题（每题4分，共20分）1．限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳，空径光阑在系统像空间所成的像称为出瞳，入瞳和出瞳是物和像的对应关系。2．限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗，在像空间所成的像称为出射窗。3．主要有七种：球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。4．物方远心光路和像方远心光路统称为远心光路。特点：物方远心光路中的入射光束的主光线都和光轴平行，像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。5．F数指的是物镜的相对孔径的倒数fD，F数又称为光圈。四、分析作图题（共25分）1．如图：2．可知：r10，r20，d为任意值，把f的表达式代入lH和lH，分析后可得：lH0，lH0，其基点位置：3.(a)．(b)五、计算题（共35分）1．解：1）因为：12；4；12；所以得：2＝2由牛顿公式：1＝－x1f1所以：l1f1x1f11f150(2)50150l1l11150275同理：l2(12)f2(12)(150)150l2l22150275可得：dl1l2752）Ll1l2d75150753003）即保持共轭距L1不变第一透镜的共轭距：L1l1l115075225l75l1150又：111，可得：1和ll50l1150l751此时：l1；12111l1222．解：1）由于透镜1的前面没有任何光组，所以它本身就是在物空间的像。2）先求透镜2被透镜1所成的像。也就是已知像求物