复习 doc应用光学

名词解释（每小题3分，共24分）

光的独立传播定律：费马原理：理想光学系统：薄透镜：孔径光阑：物方远心光路：余弦辐射体：子午面：光的反射定律： 全反射现象：光焦度：薄透镜：视场光阑：像方远心光路：渐晕： 发光强度（Iv）：孔径角： 主面： 镜像： 景深： 入瞳： 光谱光视效率（V(λ)）：位置色差：弧矢面：1、光的折射定律：节点：一致像：景深：出射窗：光出射度（MV）： 瑞利判断：倍率色差：、轴向放大倍率α： 屋脊棱镜： 出瞳： 光亮度（Lv）：对准： 正弦条件：垂轴放大率β：、完善成像：棱镜的偏向角：主光线：、光亮度（Lv）：对准误差： 、等晕成像；光瞳衔接原则：明视距离：不晕成像：齐明点：物方焦距：、渐晕：波像差： 色球差：

简答题（每小题6分，共12分）

1、若显微物镜上标明170mm/0.17，40/0.65，请说明各个数字代表的意义。（！！！！） 2、简述棱镜系统的成像方向判断方法：（47页） 3、简述共线成像理论。

（1）物空间中的每一点都对应于像空间中相应的点，且只对应一点，我们称为共轭点； （2）物空间中每一条直线对应于像空间中相应的直线，且是唯一的，我们称之为共轭线； （3）物空间中任一点位于一条直线上，在像空间中其共轭点仍位于该直线的共轭线上。

简单的说：物空间的任一点、线、面体都有与之相共轭的点、线、面、体存在，且是唯一的。

4、一个水缸深2m，内部注满折射率n=4/3的清水，水缸底部放置了一个硬币，请问人在水面垂直注视硬币时看到的像比1m深还是比1m浅？(3分)为什么？(3分)

答 变浅，因为硬币经过水平行平板成像要产生一定大小的轴向位移，位移量为Δl'=d(1―1/n) =0. 5m，故人看到的像距离水面约为1.5m。 5、简述提高显微镜的分辨能力方法 1）减小波长；

2）令物方介质折射率增大； 3）提高sinU值。

6、轴上一实物点S经透镜L成一实像点S?，若将一个表面平行的玻璃板垂直于光轴插入自透镜射出的光路中（玻璃平板位于透镜及S?之间），问像点S?将如何变化？请试加以解释。

答：像点远离透镜。因为从透镜射出的会聚光束再经过玻璃平板折射后虽然传播方向不

变，但却会产生轴向及侧向位移，因而使像点变远。

7、校正像差时的谱线选取主要取决于什么？ 对于目视光学仪器而言，一般对那种色光校正单色像差？

答：像差谱线的选择――主要取决于接收器的光谱特性进行像差校正时，只能校正某一波长的单色像差，对于不同的接收器件像差谱线的目视光学系统：一般选择D光或e光校正单色像差，对F，C光校正色差

8、所谓的消球差系统是将系统中所存在的球差完全校正为零，这种说法正确么？为什么？ 不对，因为所谓的消球差系统是将某一带的球差完全校正为零，而不能使所有孔径带的球差全部校正为零，一般对边缘光校正为零，在0.707带有最大剩余量。

9、写出单个折射面的三对无球差点（三对齐明点）（！！！！）

10、设一物体对一正透镜成像，其垂轴放大倍率β=-1，请分析一下物平面所处的位置。 11、简述判断入射窗、出射窗的方法。 12、简述判断入瞳、出瞳的方法。

14 某人身高200cm，一平面镜放在他身前120cm处，为了能够看到自己的全身像，镜子的大小至少为多少？像与人之间的距离为多少？ 三、作图题（每小题4分，共16分）

1 请画出图中所示系统的等效各级系统的物方焦点位置及物方主面位置，并标出等效系统的物方焦距。

图中所画两条光线是由A点发出并可以经过光学系统成像的两条边缘光线，请画出该系统的出瞳。

4、试画出下图中平行平板的等效空气层，并计算等效空气层的厚度d

3、画出周视瞄准仪的光学系统图，并注明各光学器件的名称。（44）

2、请画出渐晕系数K??50%（100%）的开普勒望远系统（显微）的光路图。 3、画出30?直角（五角）（斜方）（施密特）（道威）（底角为60?的等腰棱镜）（（一）二次反射等腰直角）棱镜的工作光路图，并将其展开成平行平板。（！！） 4、请画出使用平行光管测量透镜焦距的原理光路。若平行光管的焦距是550mm，物高为y，测得像高为y',请写出计算焦距f'的计算公式。（27也）

4、请画出光学杠杆的原理光路图，并说明如何用其进行微位移的测量。（40页） 2、请画出简单显微镜（低倍）系统的原理光路图，并标出孔径光阑、视场光阑及出瞳的大致位置。

2、请画出开普勒望远系统的原理光路图，并标出孔径光阑、视场光阑及出瞳的大致位置。 4、请画出光纤全反射传光的原理光路，若光纤芯的折射率为n1，包层的折射率为n2，光纤所在介质的折射率为n0，写出光纤的数值孔径NA（即n0sinI1）的计算公式。（13页8题）

2、请画出物方远心光路的原理图，并说明其特点和作用。

、由二个薄凸透镜L1,L2构成的系统，其中D1?D2?4cm，f1??8cm，f2??3cm，L2位于L1后5cm，若入射平行光，1）请判断系统的孔径光阑；2）求入瞳、出瞳的位置及大小。 解：图略。

1）判断孔径光阑：（2分）

第一个透镜对其前面所成像为本身，DL1?4cm 第二个透镜对其前面所成像为L2， ①位置：

?111???l???40/3cm l?lf?y?l???2y??10.7cm yl②大小：??比较口径大小：DL1?2y'，所以有第一透镜为孔径光阑。 2）（2分）

入瞳：第一透镜为孔径光阑，也是入瞳，即入瞳直径为4厘米。. 出瞳：第一透镜经第二透镜所成的像。 ①位置：1/l'?1/l?1/f'2?l'?7.5cm ②大小：??y'l'??y'?3cm D'?2y'?6cm yl出瞳的大小为6cm，位于第二块透镜右侧7.5cm处。 评分原则：本题有多种解法，只要原理正确均可得分。

3、请画出光学杠杆的原理光路图 P54 P55(3)

1、实验：测水的折射率。实验步骤：取一盆清水，一大头针插入一软木塞的中心；将大头针朝下放入水中，拔出或插入大头针，达到在水面刚好看不到大头针，此时测量木塞的直径为d，大头针在木塞上露出的高度为h，忽略大头针头的面积，可视其为一点。请推水的折射率的计算公式。

解：根据全反射原理，光束由水射向空气时，如果满足入射角度大于或等于临界角时，会发生全反射，本题就是基于这一原因，才导致在水面上方看不到大头针。设水的折射率为n，则：

1sin?c? (1)

n再根据几何关系，利用木塞直径和大头针在木塞上露出的高度可得到：

sin?c?d2?d2?2 (2)

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