工程光學習習題參考答案第七章 典型光學系統(tǒng)

1、 第七章 典型光學系統(tǒng)1一個人近視程度是（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是，求：（1）遠點距離；（2）其近點距離；（3）配戴100度近視鏡，求該鏡的焦距；（4）戴上該近視鏡后，求看清的遠點距離；（5）戴上該近視鏡后，求看清的近點距離。解： 2一放大鏡焦距，通光孔徑，眼睛距放大鏡為，像距離眼睛在明視距離，漸暈系數(shù)為，試求（1）視覺放大率；（2）線視場；（3）物體的位置。eye已知：放大鏡 求： 2y l解：由可得： 方法二： 3一顯微鏡物鏡的垂軸放大率為，數(shù)值孔徑，共扼距，物鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距。 （1）求顯微鏡的視覺放大率。 （2）求出射光瞳直徑。 （3）求出射光瞳距離（鏡目距）。 （4）斜入射照明時

2、，求顯微鏡的分辨率。 （5）求物鏡的通光孔徑。 （6）射物高，漸暈系數(shù)，求目鏡的通光孔徑。已知：顯微物鏡 共軛距物鏡框為孔徑光闌 A孔由物鏡成象關(guān)系: 道威判斷 目鏡的 時 4欲分辨的微小物體，使用波長，斜入射照明，問：（1）    顯微鏡的視覺放大率最小應多大（2）    數(shù)值孔徑應取多少適合        視場光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明 的大小          

3、;                             5.有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑，物體大小，照明燈絲面積×,燈絲到物面的距離100mm,采用臨界照明,求聚光鏡焦距和通光孔徑。已知 燈絲面積 ×燈絲到物面的距離100mm 臨界照明求: 和通光孔徑.聚物 解: 6為看清4km處相隔150mm的兩個點（設），若用

4、開普勒望遠鏡觀察，則： （1）求開普勒望遠鏡的工作放大倍率； （2）若筒長，求物鏡和目鏡的焦距； （3）物鏡框是孔徑光闌，求出射光瞳距離； （4）為滿足工作放大率的要求，求物鏡的通光孔徑； （5）視度調(diào)節(jié)在（屈光度），求目鏡的移動量； （6）若物方視場角求象方視場角； (7)漸暈系數(shù)，求目鏡的通光孔徑。 已知： 解： （rad） 有效放大率 工作放大率 求 對于 代入公式 整理得： mm對于 目 7.一開普勒望遠鏡,五經(jīng)焦距,目鏡的焦距為,物方視場角,漸暈系數(shù),為了使目鏡通光孔徑,在物鏡后焦平面上放一場鏡,試: (1)求場鏡焦距; (2)若該場鏡是平面在前的平凸薄透鏡,折射率,求其球面的曲率半

5、徑。 物孔闌場鏡目 其中 代入求得： 9一個照明器由燈泡和聚光鏡組成，已知聚光鏡焦距，通光孔徑，要求照明距離為5m遠直徑為3m的圓，試問燈泡應安裝在什么位置。 已知： 5m處3m直徑光照明 求 l 解： 11.用電視攝象機監(jiān)視天空中的目標，設目標的光亮度為，光學系統(tǒng)的透過濾為，攝象管靶面要求照度為，求攝影物鏡應用多大的光圈。 解：                 14開普勒望遠鏡的筒長255mm，無漸暈， （1）求物鏡和目鏡的焦距； （

6、2）目鏡的通光孔徑和出瞳距； （3）在物鏡焦面處放一場鏡，其焦距為，求新的出瞳距和目鏡的通光孔徑； （4）目鏡的視度調(diào)節(jié)在（屈光度），求目鏡的移動量。孔闌出瞳xy 解得 由三角形相似得： 有大三角形相似得： 物目場物鏡經(jīng)場鏡成像 經(jīng)目鏡成像 15一透鏡焦距，如在其前邊放置一個的開普勒望遠鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點位置和焦距，并畫出光路圖。）解：,                 求得：    &#

7、160;                       答：組合后的焦距是-180mm?；c位置如圖所示。 其光路圖如下所示：f'=30-h-f'F'(F')F'(F)h-feH'fo'物鏡目鏡l'          16已知，的雙凸透鏡

8、，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（）l-l-l'=-l'-l=50dB'ABA'l'解：                 設：透鏡的折射率為n        物點A經(jīng)折射成像在A'處，將已知條件代入公式  得  &

9、#160;                                             -     

10、0;  A'經(jīng)反射后，成像于B'點。故將，代入反射面公式，得：                                           - &

11、#160;      B'點再經(jīng)折射成像在B點。根據(jù)光路的可逆性，將B視為物，B'點視為像，有，代入折射公式，得：                                    

12、;                           -              由式解得：         

13、60;    答：透鏡的折射率為。17已知物鏡焦距為，相對孔徑，對無窮遠物體成像時，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（1）按薄透鏡處理，求物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)；（2）若用該物鏡構(gòu)成開普勒望遠鏡，出瞳大小為，求望遠鏡的視覺放大率；（）（3）求目鏡的焦距、放大率；（4）如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（）（5）望遠鏡的分辨率；（6）如果視度調(diào)節(jié)為±5折光度，目鏡應能移動的距離。（）（7）畫出光路圖。解：根據(jù)題意，畫出物鏡的結(jié)構(gòu)圖如下：f'=500400300dH'F'u'hF'hu'

14、       (1)將和代入公式  ，得：將代入牛頓公式，得：(2)因，則：(3)，      (4)望遠鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：-fe=20f'=500400300dH'F'u'hF'hu'物鏡目鏡孔徑光闌         將和代入公式，得：將和代入公式，得出瞳距：(5)(6)(7)望遠系統(tǒng)光路圖如下：lz'目鏡-fe=20fo'=500dH'

15、Fo' (Fe)物鏡孔徑光闌出瞳     18.思考題1、用一具已正常調(diào)節(jié)的望遠鏡，用來觀察地面上的建筑物，怎樣調(diào)節(jié)鏡筒的長度答：一具已正常調(diào)節(jié)的望遠鏡是用來觀察極遠的問題的。對物鏡而言，物距接近無窮遠，其像距就是物鏡的焦距；而對于目鏡而言，目鏡的物距就是它的焦距，目鏡的像距為無窮遠。所以此時筒長等于兩透鏡的焦距之和。當用它觀察地面上的建筑物時，此時物距從無窮遠變?yōu)橛邢蘧嚯x，像距也從焦點移向焦點的外側(cè)，所以必須拉長鏡筒才能使物鏡所成的像落在目鏡的物方焦平面上。2攝影物鏡的三個重要參數(shù)是什么它們分別決定系統(tǒng)的什么性質(zhì)答：攝影物鏡的三個重要參數(shù)是：焦距、相對孔徑和視場角。焦距影響成像的大小，相對孔徑影響像面的照度和分辨率，視場角影響成像的范圍。3為了保證測量精度，測量儀器一般采用什么光路為什么答：為了保證測量精度，測量儀器一般采用物方遠心光路。由于