廣東海洋大學應用光學2009-2010學年第二學期試題及其答案

1、GDOU-B-11-301班級： 姓名： 學號： 試題共 4 頁 加白紙 2 張 密 封 線廣東海洋大學20092010學年第二學期應用光學課程考試題課程號：1910031R考試RA卷R閉卷考查B卷開卷題 號一二三四五六七八九十總分閱卷教師各題分數(shù)2020124440100實得分數(shù)一、解釋下列概念（每小題4分，共20分）1. 全反射2. 漸暈3共軛4物方遠心光路5光通量M2入射光線M1二、填空題（每小題4分，共20）1. 如右圖，兩個傾斜放置的平面鏡，一條光線平行于其中一鏡面入射，在兩鏡面間經(jīng)過4次反射后剛好沿原路返回。根據(jù)雙平面鏡的成像性質(zhì)，可知兩平面鏡之間夾角為= 。2. 限制軸上物點孔徑

2、角大小的光學器件稱 ，其經(jīng)前光學系統(tǒng)所成的像稱為 ，經(jīng)后面光學系統(tǒng)所成的像為 。3費馬原理是光線傳播規(guī)律的一種形式，它表明：實際光線沿著光程為 的路線傳播，或者說，光沿光程為 、 或 的路徑傳播。4單色光成像會產(chǎn)生性質(zhì)不同的五種像差，分別為球差 、 、象散、 和 ，白光產(chǎn)生的色差有兩種，即 和倍率色差 。5對共軸理想光學系統(tǒng)來說，垂直于光軸的同一平面上的各部分具有 的放大率；過光軸的任意截面成像性質(zhì)都是 的。 三、用作圖法對下列球面反射鏡，正、負透鏡組求物體AB（或物點A）的像AB（或像點A），光線從左向右。（每題4分，共12分）F,FAoC法線BFAH HF班級：姓名：學號：F2AF1F1F

3、2B四、 反射棱鏡的展開（任選1題， 4分）45DD45yxz五、設輸入為右手坐標系，畫出相應的輸出坐標系（4分）六、計算題（共40分）1. 有一生物顯微鏡，物鏡焦距為15mm，目鏡焦距為25mm，相距190mm，物鏡框作為孔徑光闌。當目鏡成像在明視距離處時，求：1）物體的位置；2）顯微鏡的視覺放大率；3）若用此顯微鏡進行顯微攝影，底片平面距目鏡500mm，此顯微鏡應相對物面移動的方向和距離。 （15分）（蔡懷宇P80）2.一開普勒望遠鏡物鏡直徑為125mm，焦距為850mm；目鏡直徑為15mm，焦距為25mm。計算 （1）視放大率；（2）出瞳直徑；（3）人眼應放在何處？ （9分）（高文琦P？

4、）班級：姓名：學號：3一支功率為5mW的氦氖激光器，發(fā)光效率為152 lm/W，發(fā)光面直徑為1mm，發(fā)散角（光束半頂角）為1mrad，求：1）激光器發(fā)出的光通量； 2）發(fā)光強度； 3）激光器發(fā)光面的光亮度； 4）激光器在5m遠處屏幕上產(chǎn)生的光照度。 （8分）（郁道銀P103）（胡玉禧P106）（應概P159 ）4.由兩個密接的薄透鏡組成一個光學系統(tǒng)，它們的焦距分別為，設=-1/10，求物像間距離。（8分）（胡玉禧P55）（應概P55）GDOU-B-11-301廣東海洋大學20082009學年第二學期應用光學課考試題參考答案及評分標準（A）一、解釋下列概念（每小題4分，共20分）1. 全反射指光

5、線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，若入射角大于臨界角，將出現(xiàn)折射光線不再存在，入射光線全部反射的現(xiàn)象。（或： 在一定條件下，入射到兩種介質(zhì)分界面上的光全部反射回原來的介質(zhì)中，沒有折射光產(chǎn)生的現(xiàn)象）2. 漸暈指由于光軸外物點發(fā)出的光束被阻擋而使像面上光能量由中心向邊緣逐漸減弱的現(xiàn)象。3共軛在理想光學系統(tǒng)中，任何一個的物點A發(fā)出光線在系統(tǒng)的作用下所有的出射光線仍然相較于一點。這種物像之間一一對應的關(guān)系稱之。4. 物方遠心光路指光學系統(tǒng)的物方主光線平行于光軸，主光線的會聚中心位于物方無限遠處的光路。或：在光學系統(tǒng)中，孔徑光闌與像方焦平面重合，入瞳位于無窮遠的光路。5光通量表示可見光對人眼的視覺刺激程度的量

6、。單位：流明（lm）二、填空題（每小題4分，共20分） 1 /8 ； 2 孔徑光闌 入瞳 出瞳 ；3. 極值 極小 極大 常量 4 彗差 場曲 畸變 位置色差 ；5 相同 相同 三、用作圖法對下列反射鏡球面，正、負透鏡組求物體AB（或物點A）的像AB（或像點A），光線從左向右。（每圖4分，共12分）IIF,FAoCA 輔助線BBFAH HFAA2F2B1B2AF1F1F2輔助線BA1四、 反射棱鏡的展開（任選1題， 4分）45DD45五、設輸入為右手坐標系，畫出相應的輸出坐標系（4分）yxzxzy六、計算題（共40分） 1. 有一生物顯微鏡，物鏡焦距為15mm，目鏡焦距為25mm，相距190m

7、m，物鏡框作為孔徑光闌。當目鏡成像在明視距離處時，求：1）物體的位置；2）顯微鏡的視覺放大率；3）若用此顯微鏡進行顯微攝影，底片平面距目鏡500mm，此顯微鏡應相對物面移動的方向和距離。 （15分）foAFoFe物鏡（孔徑光闌）目鏡BAB出瞳ABd=-lzlz-l2l1-l1-l2250mmFo 解： 1）據(jù)題意作光路圖如圖所示。先求出瞳距l(xiāng)z：【2分】將，代入高斯公式得求物體經(jīng)物鏡所成的像到目鏡距離l2：【3分】由圖中幾何關(guān)系知將，代入高斯公式得 求物體位置l1：【3分】由圖中幾何關(guān)系知 將，代入高斯公式得 2）求顯微鏡的視覺放大率：【2分】foAFoFe物鏡（孔徑光闌）目鏡BABABd-l

8、2l1-l1l2Fo 3）如圖，此時，由高斯公式得由幾何關(guān)系知 代入高斯公式得 【3分】故，此顯微鏡作為顯微成像觀察時，；作為顯微攝影時，。比較兩種情況的物距，可知，進行顯微攝影時，需將顯微系統(tǒng)整體相對物面向后移動?！?分】2.（9分）一開普勒望遠鏡物鏡直徑為125mm，焦距為850mm；目鏡直徑為15.0mm，焦距為25mm。計算：（1）視放大率；（2）出瞳直徑；（3）人眼應放在何處？ 解：1）求視放大率。對開普勒望遠鏡有 【2分】2）求出瞳直徑。因為 ， 所以 【3分】3）人眼應放在出瞳處，這樣接受的光線最多，像最亮。而將物鏡（孔徑光闌）對目鏡成像，這像就是出瞳。故利用高斯公式 得 眼睛應放在目鏡后25.74mm的地方（即出瞳處）。 【4分】3.（8分）一支功率為5mW的氦氖激光器，發(fā)光效率為152 lm/W，發(fā)光面直徑為1mm，發(fā)散角（光束半頂角）為1mrad，求：1）激光器發(fā)出的光通量； 2）發(fā)光強度； 3）激光器發(fā)光面的光亮度； 4）激光器在5m遠處屏幕上產(chǎn)生的光照度。解：1）根據(jù)題意有： 【2分】2）激光束的發(fā)散角很小時，發(fā)光強度： 【2分】3）光亮度： 【2分】4）激光束在5m遠處屏幕上產(chǎn)生的光照度： 【2分】4.（8分）由兩個密接的薄透鏡組成一個光學系統(tǒng)，它們的焦距分別為，設 =