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应用光学期末试题
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、证明题和计算题（共40分，每题8分）
1、试证明单折射球面的物像方焦距分别满足下列关系：
f??nrn'r，f'?，其中，n、n′和r分别是球面的物方、像方折射率和球面半径。 n'?nn'?n2、一组合系统如图所示，薄正透镜的焦距为20mm，薄负透镜的焦距为-20mm，两单透镜之间的间隔为10mm，当一物体位于正透镜前方100mm处，求组合系统的垂轴放大率和像的位置。
A
3、一个正透镜焦距为100mm，一根棒长40mm，平放在透镜的光轴上，棒中点距离透镜200mm。求：
（1）像的位置和长短；
（2）棒绕中心转90时，像的位置和大小。
4、若人肉眼刚好能看清200m远处的一小物体，若要求在1200m远处也能看清该物体，问应使用视放大率至少为多大的望远镜？
5、已知放大镜焦距f’=25mm，通光孔径D1=25mm，人眼瞳孔D2=2mm，它位于放大镜后50mm处，物体位于放大镜前23mm处。试确定系统的孔径光阑和视场光阑，并求入瞳、出瞳及入窗、出窗的位置和大小。
0A F -l -f D1 F’ lD’ D2
参考答案:
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
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三、证明题和计算题（共40分，每题8分）
1、试证明单折射球面的物像方焦距分别满足下列关系：
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