應(yīng)用光學(xué)習(xí)題及答案（精編版）

1、武漢理工大學(xué)考試試題紙（a卷）課程名稱應(yīng)用光學(xué)專業(yè)班級(jí)050103 題號(hào)一二三四五六七八九十總分題分備注 :學(xué)生不得在試題紙上答題(含填空題、選擇題等客觀題一、選擇題（每題1 分，共5 分）1發(fā)生全反射現(xiàn)象的必要前提是：a)光線由光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)傳播b) 光線由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)傳播c)光線在均勻介質(zhì)中傳播d) 以上情況都可能產(chǎn)生2周視照相機(jī)可以拍攝大視場景物，其利用的：a)節(jié)點(diǎn)的性質(zhì)b)主點(diǎn)的性質(zhì)c)焦點(diǎn)的性質(zhì)d)以上答案都正確3在望遠(yuǎn)鏡的視度調(diào)節(jié)中，為適應(yīng)近視人群，應(yīng)采取的是：a)使物鏡遠(yuǎn)離目鏡b)使目鏡遠(yuǎn)離物鏡c)使目鏡靠近物鏡d)應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)物鏡和目鏡4棱鏡系統(tǒng)中加入屋脊面，其作用是：

2、a 改變光軸的方向b)改變主截面內(nèi)像的方向c)改變垂軸于主截面方向上像的方向d)以上都正確5光學(xué)系統(tǒng)中場鏡的作用是：a)改變成像光束的位置b) 減小目鏡的尺寸c)不改變像的成像性質(zhì)d) 以上都正確二、填空題（每題2 分，共10 分）1顯微鏡中的光學(xué)筒長指的是（）2光學(xué)系統(tǒng)中像方頂截距是（）3用波像差評(píng)價(jià)系統(tǒng)成像質(zhì)量的瑞利準(zhǔn)則是（）4望遠(yuǎn)系統(tǒng)中物鏡的相對孔徑是（）5棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)定理是（）三、簡答題（共20 分）1什么叫孔徑光闌？它和入瞳和出瞳的關(guān)系是什么？（4 分）2什么叫視場光闌？它和入窗和出窗的關(guān)系是什么？（4 分）3幾何像差主要包括哪幾種？（4 分）4. 什么叫遠(yuǎn)心光路？其光路特點(diǎn)是什么？（

3、4 分）四、分析作圖題（共25 分）1.已知正光組的f 和 f ，求軸上點(diǎn)a 的像，要求用五種方法。（8 分）2. 已知透鏡的焦距公式為f nr1 ，l hf n 1 d ， l h f n 1 d ，r d nr nr ( n 1 ) n( 1 ) ( n 1) r2 r2 分析雙凹透鏡的基點(diǎn)位置，并畫出ffl、bfl 和 efl 的位置。（ 9 分）3. 判斷下列系統(tǒng)的成像方向，并畫出光路走向（8 分）（a）（b）五、計(jì)算題（共35 分）1由已知f150mm，f2150mm的兩個(gè)薄透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)，對一實(shí)物成一放大 4 倍的實(shí)像，并且第一透鏡的放大率12，試求： 1.兩透鏡的間隔；2.物

4、像之間的距離；3.保持物面位置不變，移動(dòng)第一透鏡至何處時(shí)，仍能在原像面位置得到物體的清晰像？與此相應(yīng)的垂鈾放大率為多大?（15 分）2. 已知一光學(xué)系統(tǒng)由三個(gè)零件組成，透鏡1：f1f1100，口徑d140；透鏡 2：f2f2120，口徑d230，它和透鏡1 之間的距離為d120；光闌3 口徑為20mm，它和透鏡2 之間的距離d230。物點(diǎn)a 的位置l1200，試確定該光組中，哪一個(gè)光孔是孔徑光闌，哪一個(gè)是視場光闌？（20 分）武漢理工大學(xué)教務(wù)處試題標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)用紙課程名稱：應(yīng)用光學(xué)（a 卷）一、選擇題（每題2 分，共10 分）1b；2a；3c；4c；5d 二、填空題（每題2 分，共10

5、分）1物鏡的像方焦點(diǎn)f到目鏡物鏡焦點(diǎn)f之間的距離物目2又叫后截距，用lf表示，是系統(tǒng)最后一個(gè)面的頂點(diǎn)到像方焦點(diǎn)之間的距離3一般認(rèn)為最大波像差小于四分之一波長，則系統(tǒng)質(zhì)量和理想光學(xué)系統(tǒng)沒有顯著差別4入瞳直徑 d 和物鏡焦距 f之比df物物5假設(shè)物空間不動(dòng)，棱鏡繞 p 轉(zhuǎn) ，則像空間先繞p 轉(zhuǎn)( 1)n 1，后繞 p 轉(zhuǎn) 三、簡答題（每題4 分，共20 分）1限制進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的成像光束口徑的光闌叫空徑光闌。把孔徑光闌在物空間的共軛像稱為入瞳，空徑光闌在系統(tǒng)像空間所成的像稱為出瞳，入瞳和出瞳是物和像的對應(yīng)關(guān)系。2限制成像范圍的光闌叫視場光闌。視場光闌在物空間的像稱為入射窗，在像空間所成的像稱為出射窗

6、。3主要有七種：球差、彗差(正弦差 )、像散、場曲、畸變、位置色差、倍率色差。4物方遠(yuǎn)心光路和像方遠(yuǎn)心光路統(tǒng)稱為遠(yuǎn)心光路。特點(diǎn)：物方遠(yuǎn)心光路中的入射光束的主光線都和光軸平行，像方遠(yuǎn)心光路中出射光束的主光線都和光軸平行。5f 數(shù)指的是物鏡的相對孔徑的倒數(shù)fd，f 數(shù)又稱為光圈。四、分析作圖題（共25 分）1如圖：2可知： r1 0，d 為任意值，把f的表達(dá)式代入lh和lh，分析后可得：lh0，lh0，其基點(diǎn)位置：3. (a) (b) 五、計(jì)算題（共35 分）1解： 1）因?yàn)椋?2；4；12；所以得：22 由牛頓公式：1x1f1所以： l1f1x1f11f150(2)50150 l1l11150275 同理： l2(12) f2(12)(150)150 l2l22150275 可得： dl1l275 2）ll1l2d7515075300 3）即保持共軛距 l1不變第一透鏡的共軛距：l1l1l115075225 l 75 l1150 1 1 1 ，可得：l l 50