应用光学-04(习题课)

2020年7月23日12时27分应用光学习题课21习题课2光学系统的光束限制2020年7月23日12时27分应用光学习题课22目的：明确光学系统中光阑对光束的限制，掌握孔径光阑、视场光阑与渐晕光阑的作用。光阑：特殊的物体—中间透光，对成像光束起到限制作用。光阑一般是对特定的物像位置而言的。目视系统还必须考虑眼瞳。练习1已知薄透镜主平面位置与一对共轭物像的位置与大小，其值如下：(1)l1=-60mm,2y1=20mm；(2)l1=60mm,2y1=20mm；l1=60mm,2y1=20mm。l1=-60mm,2y1=20mm。(3)l1=30mm,2y1=20mm；(4)l1=15mm,2y1=10mm；l1=15mm,2y1=10mm。l1=30mm,2y1=20mm。若另有一垂轴物体l2=-80mm，2y2=20mm，试用作图法求出像的位置与大小。2020年7月23日12时27分应用光学习题课23方法：计算法：由l1、l1求出f，再由f、l2求出l2、2、y2；由高斯公式1/l1-1/l1=1/f=1/l2-1/l2,直接求出l2、2、y2；作图法：由A1B1、A1B1求出F、F,再由F、F和A2B2求出A2B2；直接由A1B1、A1B1和A2B2求出A2B2；2020年7月23日12时27分应用光学习题课24(1)l1=-60mm,2y1=20mm，l1=60mm,2y1=20mm。(2)l1=60mm,2y1=20mm，l1=-60mm,2y1=20mm。B1C1B2C2B1C1B2C2HHHHB1C1B2C2B1C1B2C22020年7月23日12时27分应用光学习题课25(3)l1=30mm,2y1=20mm，l1=15mm,2y1=10mm。(4)l1=15mm,2y1=20mm，l1=-30mm,2y1=-20mm。B1C1B2C2B1C1B2C2HHHHB1C1B2C2B1C1B2C22020年7月23日12时27分应用光学习题课26练习光学系统的光阑光路分析时，一般要一根光线从物点一直画到像点；轴上点画一根边光，轴外点要画主光线和上下边光。孔阑实际限制成像光束场阑实际限制成像范围限制像方成像光束出瞳限制物方成像光束入瞳出窗限制像方成像范围入窗限制物方成像范围经前半部经后半部物方空间像方空间2020年7月23日12时27分应用光学习题课27练习2已知薄透镜光组的焦距、光孔位置与大小如下：(1)f=40mm,口径M1M2=20mm,在薄透镜前20mm处,有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；(2)f=40mm,口径M1M2=20mm,在薄透镜后20mm处,有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；(3)f1=f2=40mm,口径D1=D2=20mm,d=20mm,在两薄透镜中间有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；如果轴上物点A离透镜的距离为100mm，要求：(1)试用作图法分析光组的光束限制情况,并指出孔阑、光瞳、场阑、光窗和渐晕光阑；(2)试分别画出物、像面上的渐晕区及光线的光路。2020年7月23日12时27分应用光学习题课28(1)f=40mm,口径M1M2=20mm,在薄透镜前20mm处,有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；AAB1B2B3B1B2B3出瞳孔阑2020年7月23日12时27分应用光学习题课29(2)f=40mm,口径M1M2=20mm,在薄透镜后20mm处,有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；AAB1B2B3B1B2B3入瞳孔阑2020年7月23日12时27分应用光学习题课210(3)f1=f2=40mm,口径D1=D2=20mm,d=20mm,在两薄透镜中间有一口径Q1Q2=10mm的通光孔；AAB1B2B1B2第一渐晕光阑第二渐晕光阑第一渐晕光阑的像方像第二渐晕光阑的物方像孔阑入瞳出瞳A12020年7月23日12时27分应用光学习题课211习题3已知一转像光组由两只薄透镜组成：f1=f2=50mm,间隔d=50mm,通光孔径D1=D2=40mm。另有一通光孔径Q1Q2=20mm的光阑,如果它的位置分别在：1)位于两透镜中间；2)与第一块透镜重合；3)与第二块透镜重合；4)与物面重合；5)与像面重合。物体位于第一块薄透镜的前焦面上，要求：(1)讨论光瞳/孔阑、光窗/场阑与渐晕光阑的位置；(2)画出物、像面上的渐晕区及光线的光路。2020年7月23日12时27分应用光学习题课212I)当光阑位于两透镜中间时：孔阑入瞳出瞳F1F1F2F1A2A1Q1Q2P1P2P1P2B1B2B3B1B2B32020年7月23日12时27分应用光学习题课213F1F1F2F1A2A1II)当光阑与第一块透镜重合时：孔阑入瞳出瞳Q1Q2P1P2B1B2B3B1B2B32020年7月23日12时27分应用光学习题课214F1F1F2F1A2A1III)当光阑与第二块透镜重合时：孔阑入瞳出瞳Q1Q2B1B2B3B1B2B32020年7月23日12时27分应用光学习题课215F1F1F2F1A2A1IV)当光阑与物面重合时：入瞳出瞳Q1Q2P1P2P1P2孔阑入窗出窗场阑Q2Q1那么：孔径光阑在什么地方呢？边缘点Q2的渐晕系数为多少？2020年7月23日12时27分应用光学习题课216F1F1F2F1A2A1V)当光阑与像面重合时：入瞳出瞳P1P2P1P2P1P2孔阑入窗出窗场阑Q2Q1